Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Когерентные волны и источники.
Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных процессов.
Волновым цугом называется прерывистое излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов.
Время когерентности – средняя продолжительность одного цуга.
Длина когерентности – расстояние при прохождении которого две или несколько волн утрачивают когерентность.
Радиусом когерентности – называется максимальное поперечное направлению распостранения волны расстояние, на котором возможно проявление интерференции.
Условия интерференционных максимумов и минимумов.
Интерференцией света – называется пространственное перераспределение светового потока в результате чего в одних местах возникают максимумы а в других минимуиы интенсивности..
Разности хода лучей от двух соседних щелей будут одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:
1) если число длин полуволн четное, то: Δ =±mλ (m=1,2,3…) – условие максимума
2) если число длин полуволн нечетное, то: Δ =±(2m+1)λ/2 (m=1,2,3…) – условие минимума (полная темнота).
Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями, например, в близи границ прозрачных или непрозрачных тел, сквозь малые отверстия. Дифракция, в частности, приводит к огибанию световыми волнами препятствий, и проникновению света в область геометрической тени. Между интерференцией и дифракцией нет существенных физических различий. Оба явления заключаются в перераспределении светового потока в рез-тате суперпозиции волн. Перераспределение интенсивности, возникающее вследствие суперпозиции волн, возбуждаемых когерентными источниками, принято называть дифракцией волн. Поэтому говорят, например, об интерференционной картине от двух узких щелей и о дифракционной картине от одной щели. Различают два вида дифракции. Если источник 8 и точка наблюдения Р расположены от препятствия настолько далеко, что лучи, падающие на препятствие, и лучи, идущие в точку Р, образуют практически параллельные пучки, говорят о дифракции Фраунгофера (диф. в параллельных лучах). В противном случае говорят о диф. Френеля.
Дифракция Фраунгофера
Дифракция Фраунгофера наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызывающего дифракцию. Параллельный пучок создают, помещая источник света в фокусе собирающей линзы. Дифракционную картину с помощью второй собирающей линзы, установленной за препятствием, фокусируют на экран.
Дифракция Фраунгофера плоской монохроматической волны на одной щели шириной a.
Оптическая разность хода Δ=a*sinφ. Разобьем открытую часть волновой поверхности на зоны Френеля. Все точки волнового фронта в плоскости щели имеют одинаковую фазу и амплитуду колебаний. Поэтому суммарная интенсивность колебаний от двух соседних зон равна 0.
Условие главных максимумов: d*sinφ = ±mλ (m=1,2,3…)
Условие главных минимумов: a*sinφ = ±mλ (m=1,2,3…)
Условие дополнительных минимумов: d*sinφ = ±m’ λ/N, где m’ может принимать все целочисленные значения кроме 0, N, 2N,…при которых данное условие переходит в условие главных максимумов.
В направлении φ=0 щель действует как одна зона Френеля и в этом направлении свет распространяется с наибольшей интенсивностью – центральный дифракционный максимум.
Распределение интенсивности на экране, получаемое вследствие дифракции, называется дифракционным спектром.
Зоны Френеля.
Принцип Гюйгенса — Фре неля, световая волна, возбуждаемая ка ким-либо источником S, может быть пред ставлена как результат суперпозиции ко герентных вторичных волн, «излучаемых» фиктивными источниками. Такими источ никами могут служить бесконечно малые элементы любой замкнутой поверхности, охватывающей источник S.
Метод зон Френеля- взаимная интерференция вторич ных волн.
М- произвольная точка ; S- точечный источник ;Ф- вспомогательная поверхность;
Амплитуда результирующего светового колебания в точке М
где амплитуды колебаний 1й, 2й...,mй зонами.
Площадь сферического сегмента
площадь m-й зоны Френеля
Естественный и поляризованный свет.
Поляризация света.
Свет – со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е называется естественным.
Свет в котором направления колебаний светового вектора каким либо образом упорядочены, называется поляризованым светом.
Плоскостью поляризации называется плоскость проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направленияе распостранения этой волны.
Плоскополяризованный свет – свет, в котором вектор Е колеблется только в одной,проходящей через луч плоскости, эта плоскость – плоскость поляризации.
Закон Малюса и Брюстера.
Закон Брюстера. Если угол падения на границу раздела двух диэлектриков (например, на пов-ть стеклянной пластинки) отличен от нуля, отраженный и преломлены лучи оказываются частично поляризованными
(при отражении от проводящей пов-ти (например, пов-ти металла) получается эллиптический поляризованный свет). В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные к плоскости падения (на рис. эти колебания обозначены точками), в преломленном луче – колебания, параллельные плоскости падения (на русунке они изображены двусторонними стрелками). Степень поляризации зависимость от угла падения.
Закон Малюса. Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет амплитуды и интенсивностиСквозь прибор пройдет составляющая колебаний с амплитудой
-- угол между пл-тью
колебаний падающего света и пл-тью поляризатора.
Следовательно, интенсивность прошедшего света I определяется
выражением-- доля
интенсивности, которую несет с собой колебание, параллельное пл-ти поляризатора.
Абсолютно черное тело.
Тепловое излучение.
Свечение тел обусловленное нагреванием называется тепловым излучением. Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная плотность энергетической светимости тела – мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины.
Энергетическая светимость тела
Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спектральной поглощательной способностью показывающей какая доля энергии приносимой за единицу времени на единицу площади поверхности тела на неё эл.магн. волнами с частотами от v до v+dv поглощается телом.
Тело способное поглощать полностью при любой температуре всё падающее на него излучение любой частоты называется чёрным.
Закон Кирхгофа – отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел универсальной функцией частоты и температуры.
Законы Вина и Стефана-Больцмана.
Законы теплового излучения абсо лютно черного тела (Закон Стефана Больцмана). Тело наз-ся черным (абсолютно черным), если оно при любой температуре полностью поглощает всю энергию падающих на него электромагнитных волн независимо от их частоты, поляризации (упорядочивания светового в-ра) и направления распространения. Следовательно, коэф-т поглощения абсолютно черного тела (АЧТ) тождественно равен единице. Спектральная плотность энергетической светимости АТЧ зависит только от частоты νизлучения и термодинамической температуры Т тела.
Энергетическая светимость АТЧ пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры:
, где σ-- постоянная Больцмана. Этот
закон – закон Стефана-Больцмана.
Закон Вина. Опираясь на законы термо- и электродинамики, Вин установил зависимость длины волны λmax , соответствующей максимуму функции rλ,T , от температуры Т. Согласно закону смещения Вина,
Т.е. длина волны Лтах , соответствующая
максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости ЧТ, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, b—постоянная
Вина = 2.9-10- м-К . Закон Вина - закон смещения т.к. он показывает смещение положения максимума функции Гд j по мере
возрастания температуры в область коротких длин волн. Он объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
Уравнение Эйнштейна.Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода из металла и на сообщение вылетевшему электрону кинетической энергии. - уравнение Энштейна для внешнего фотоэффекта.
законы фотоэффекта
1) число вырваных фотоэлектронов пропорционально интенсивности света. 2) кинетическая энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности. 3) при некоторой достаточно малой частоте кин. энергия = 0 и фотоэффект прекратится.
Постулаты Бора.
ним и отскакивая назад.
Постулаты Бора:1)Электроны в атоме находятся на определённых стационарных орбитах, удовлетвор. следующему условию: mVr=n (n=1,2,3…),находясь на этих орбитах атом не излучает
2)испускание или поглощение энергии происходит при переходе электронов из одного состояния в другое.
Нуклоны, дефект масс.
Заряд ядра + Ze т.к. атом нейтрален ,то заряд ядра определяет число электронов в атоме , от кот зависит их распределение по состояниям в атоме , а следоваельно , зависят химические свойства атома . Состав атомного ядра – А Я состоит из элементарных частиц – протонов и нейтронов . Протоны и нейтроны называются нуклонами . Массовое число, число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре; обозначается буквой A и указывается обычно слева вверху рядом с символом элемента, например 32S означает изотоп серы с A = 32. М. ч. и заряд ядра Z, выраженный в единицах элементарного электрического заряда, определяют состав атомного ядра: Z протонов и (A — Z) нейтронов.. Масса атома возрастает с увеличением Z. Масса ядра А. приближённо пропорциональна массовому числу А — общему числу протонов и нейтронов в ядре .
Дефект масс – разность массы атома и массы ядра.