Шпоры к экзамену (Шпоры)

Посмотреть архив целиком

1.Плоская электромагнитная волна. Волновые свойства света.

Плоская электромагнитная волна - электромагнитная волна, в которой всем точкам, лежащим в любой плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения, соответствуют одинаковые напряженности электрических или магнитных полей.

Распространения переменного электромагнитного поля в свободном пространстве с конечной скоростью света называется электромагнитной волной

Волновые свойства света:

Интерференция – явление, возникающее при наложении когерентных световых волн и выражающееся в перераспределении светового потока в пространстве, в результате чего в одних точках пространства возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности.

Дифракция – огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути. (принцип Гюйгенса)

Поляризация - физическое явление видоизменения естественных световых лучей, исходящих от обыкновенного источника света, при котором лучи приобретают как бы особые свойства по различным направлениям, перпендикулярным к направлению луча. (двойное лучепреломление, призма Николя)

Дисперсия – зависимость показателя преломления вещества от частоты .

2.Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн.

Интерференция света – явление, возникающее при наложении когерентных световых волн и выражающееся в перераспределении светового потока в пространстве, в результате чего в одних точках пространства возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности.

Когерентные волны – две электромагнитные волны с одинаковыми частотами, одинаковой поляризацией, для которых разность начальных фаз остается неизменной за время наблюдения.

Монохроматичные волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты

3.Оптическая длина пути. Оптическая разность хода. Условия усиления и ослабления света при интерференции. Оптическая длина пути - произведение пути светового луча на показатель преломления среды.
Оптическая длина пути численно равна пути, который проходит световой луч за то же время в вакууме.

Оптическая разность хода - , , где l1 и l2- геометрические длины пути световой волны в средах с показателями преломления n1 и n2.

Условие максимального усиления света при интерференции: ,
Условие максимального ослабления света при интерференции:
,
4.Интерференция света в тонких пленках.

Возможность уменьшения вредного отражения света вследствие интерференции в тонких пленках широко используется в современных оптических приборах. Для этого на передние поверхности линз, призм наносят тонкие пленки с показателем преломления и толщиной d, которая определяется из условия минимума при интерференции волн, отраженных от границ раздела сред с n1 и n и n и n2

5.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

Принцип Гюйгенса - Френеля: каждая точка фронта распространяющейся волны является источником вторичных когерентных волн.

Метод зон Френеля – найдем в произвольной точке М амплитуду световой волны, распространяющейся в однородной среде из точечного источника S, из точки – М проведем концентрические окружности радиусами - , , , площади зон Френеля – одинаковы, общее число зон, умещающихся на полусфере – очень велико.

Смысл разбиения поверхности на зоны Френеля состоит в том, что разность фаз элементарных вторичных волн, приходящих в точку наблюдения от данной зоны, не превышает . Сложение таких волн приводит к их взаимному усилению. Поэтому каждую зону Френеля можно рассматривать как источник вторичных волн, имеющих определенную фазу.

6.Дифракция света на круглом отверстии и непрозрачном диске (Дифракция Френеля).

Дифракция света на круглом отверстии – когда отверстие открывает нечетное число зон Френеля, то амплитуда (интенсивность) в точке на плоскости, куда попадает свет – больше, чем при свободном распространении волны, если четное, то амплитуда (интенсивность) – равна нулю.

Дифракция света на диске – Сферическая волна распространяется от точечного источника S, встречает на своем пути препятствие – диск, который закрывает m – первых зон Френеля, которых следует исключить из рассмотрения, и зоны Френеля начать строить от краев диска. В точке B (на экране) – всегда наблюдается интерференционный максимум, соответствующее половине действия первой открытой зоны Френеля.

7.Дифракция света на узкой длинной щели в непрозрачном экране (Дифракция Фраунгофера).

Дифракция Фраунгофера – наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию.

, где - произвольное направление, - ширина щели.

Если число зон Френеля четное:

, - дифракционный минимум (темнота)

Если число зон Френеля нечетное:

, - дифракционный максимум.

8.Дифракция света на дифракционной решетке.

Дифракционной решетка – система параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками. Если перейти от одной щели ко многим (к дифракционной решетке), то дифракционные картины, создаваемые каждой щелью в отдельности – будут – одинаковыми. В дифракционной решетке осуществляется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, идущих от всех щелей. Дифракционная картина на решетке – результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей.

Период решетки – расстояние, равное сумме расстояний ширины щели решетки и расстояния между щелями.

В следствии взаимной интерференции световых лучей, посылаемых двумя лучами, в некоторых направлениях они будут гасить друг друга, т.е. – возникнут – дополнительные минимумы. (, )

Наоборот, действие одной щели будет усиливать действие другой, если

,

9.Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решетке. Формула Вульфа-Бреггов.

Пример трехмерной пространственной решетки является – кристалл.

Дифракция рентгеновских лучей является результат их отражения от системы параллельных кристаллографических плоскостей (плоскостей, в которых лежат узлы (атомы) кристаллической решетки).

Формула Вульфа-Бреггов - , , т.е. – при разности хода между двумя лучами, отраженными от соседних кристаллографических плоскостей, кратной целому числу длин волн , наблюдается дифракционный максимум.

Формула Вульфа-Бреггов помогает решать такие задачи, как – определение структуры вещества (рентгеноструктурный анализ), также узнать длину волны падающего рентгеновского излучения.

10. Понятие о голографии.

Голография – особый способ записи и последующего восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины. Основана на интерференции и дифракции.

Голограмма – зарегистрированная на фотопластинке интерференционная картина, образованная при сложении опорной и предметной волн. Предметная волна – волна идущая от предмета, опорная волна – волна идущая от источника света.

11.Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

Дисперсия света – зависимость показателя преломления n вещества от частоты света.

Дисперсия вещества , - дисперсия вещества, показывает зависимость показателя преломления от длины световой волны.

Нормальная дисперсия – величина по модулю также увеличивается с уменьшением . Аномальная (кривая) дисперсия – вблизи линий и полос поглощения будет иным: уменьшается с уменьшением .


12.Поляризация света. Естественный и поляризованный свет.

Поляризация - физическое явление видоизменения естественных световых лучей, исходящих от обыкновенного источника света, при котором лучи приобретают как бы особые свойства по различным направлениям, перпендикулярным к направлению луча.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены – поляризованный свет.

Свет со всевозможными равновероятностными ориентациями вектора напряженности электрического и магнитного полей называется – естественным.

Свет, в котором вектор напряженности электрического и магнитного полей колеблется только в одной плоскости – называется плоскополяризованным.

13.Поляризация света при отражении. Закон Брюстера.

Поляризация света происходит при отражении на границе раздела двух сред (воздух - вода, воздух - свет) (частично отражается, частично – проходит сквозь диэлектрик)

Закон Брюстера соотношение tgф=n, где n - показатель преломления среды, а ф - угол падения, при котором луч оказывается полностью поляризованным.

14.Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы. Закон Малюса.

Двойное лучепреломление – если на кристалл направить узкий пучок естественного света, то в точке падения на грань кристалла луч вследствие оптической анизотропии разделятся на два преломленных луча (обыкновенный и необыкновенный), поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Поляризационные призмы – призма Николя (исландский шпат, канадский бальзам).

Закон Малюса – интенсивность прошедшего света прямо пропорциональна .

15.Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана Больцмана.

Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обусловленное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением.

Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спектральной поглощательной способностью – показывает, какая доля энергии, приносимой за единицу времени на единицу площади поверхности тела светом поглощается телом.Тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты, называется – абсолютно черным.

Спектральная плотность энергетической светимости – Излучательность, отнесенная к единичному интервалу длин волн .Излучательность – мощность излучения с единицы площади поверхности во всем интервале длин волн

16.Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Закон смещения Вина.

- спектральная плотность энергетической светимости черного тела. - спектральная поглощательная способность, - универсальная функция Кирхгофа. При =1 (для черного тела), следовательно - = при той же температуре и частоте.


Случайные файлы

Файл
2952-1.rtf
10190.rtf
56961.rtf
132811.rtf
178340.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.