А.Н. Матвеев - Оптика, страница 72

DJVU-файл А.Н. Матвеев - Оптика, страница 72 Физика (2622): Книга - 4 семестрА.Н. Матвеев - Оптика: Физика - DJVU, страница 72 (2622) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "А.Н. Матвеев - Оптика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 72 - страница

Толщина пластинки с, Пластинка кварца толщиной 0,014 мм вырезана парвллелыю оптической оси. Известно, что .л, = 1,5533, ле = 1,5442 для Х = 0,5 мкм, На пластину падаег лииейио поляризовапный свет, плоскость колебаний электрического вектора образует с оптической осью угол 25'.

Определить характер поляризации выходящего из пластины луча. Двоякопреломляющвя призма (рпс 242) состоит го стекляпвой призмы с и = 1,бб и п)зизмы из исландского шпата с л,= 1,66 и л, = 1,49. Угол п = 30'. Най'ги угол между лучами па выходе из призмы, если в призму луч входит так, ыи изображено ва рис 242. ! 5 46 Природе процессов рассенвмя Об««сея«ты суяаность процессов рясссяння света я явсыя яя «я««сафи«яане. Природа рассеивяя. В состав срелы входят молекулы или атомы основного вещества, составляющего среду, н посторонние частицы (пылинки, водяные капли и т. д.), Молекулы имеют размеры порядка 0,1 нм, а посторонние частицы, состоящие нз агрегатов молекул, — в тысячи и десятки тысяч раз больше. Процесс рассеяния света состоит в заимствовании молекулой или частицей энергии у распросгранающейся в среде электромагнитной волны и излучении этой энергии в телесный угол, вершиной которого является молекула или частица, В этом смысле рассеяние света молекулой и частицей из громадного числа молекул осуществляется одинаково и различие состоит лишь в механизмах переизлучения.

Если среда рассматривается квк непрерывная, то источником рассеяния выступают оптические неоднородности среды. В этом случае среда феноменологически характеризуется изменяющимся показателем преломления, а «размеры» областей, на которых происходит рассеяние, определяются расстояниями, па йоторых происходит значительное изменение показателя преломления.

По своему физическому содержанию рассеяние является дифракцией волны на неоднородностях среды. Типы рассеяния. Характер рассслния в первую очередь зависит от соотношения между длиНОй ВОЛНЫ И РаЗМЕРОМ Чаетнш ЕСЛИ ЛИНЕЙНЫЕ РазМЕРЫ Чаотнща МЕНЬШЕ, ЧЕМ ПРИМЕРНО 'га ДЛИ- ны волны, то рассеяние называется рзлеевским по имени д, у. Рэлея (1842 — 1 91 9), изучившего этот вид рассеяния. При больших размерах частил принято говорить о рассеянии Ми Хотя первоначально развитая Г. А. Ми (1908) теория относилась только к сферическим частицам, термин «рассеяние Ми» используется и для частиц неправильной формы. Для малых часптц теория Ми приводит к результатам теории Рэлея.

Важным частным случаем оптической неоднородности является неоднородность оптических свойств среды, в которой распространяется звуковая волна. В результате этого возникают гармоническое распределение оптической неоднородности среды в пространстве и гармоническое, изменение оптических свойств во времени. В результате пространственной гармонической неоднородности оптических свойств наблюдается дифракция света на волне (см. 4 33). В результате гармонического изменения оптических свойств во времени в каждой точке среды наблюдается изменение частоты дифрагированного света. Это изменение частоты дифрагированного на звуковой волне света получило название явления Мацлельштама — Бриллюэна.

Оно было независимо открыто Л. И. Мандельштамом (1879 — 1944) и Л. Бриллюэном (1889 — 1969). Квантовые свойства молекул проявляются в комбинационном рассеянии света, характеризующемся изменением частоты рассеянного света яю сравнению с частотой падающего. Ввиду специфически квантовой природы этого рассеяния оно также выделяется в отдельный тип. Многократное рассеянле. Рассеянное частицей излучение может быть в свою очередь рассеяно другой частицей и т.

д. В этом случае говорят о многократном рассеянии. Оно в каждом из последовательных актов осуществляется ло законам однократного рассеянии Окончательный результат получается суммированием результатов однократных рассеяний с учетом статистических характеристик их следования друг за другом. ф Ггроцесс рассеянна сеоднтся н генерацмм втармчны» волн нале купона млн частнцанн под дваствнен падающего на нмв мял ученая. для сплащноа среды рассеянне своднтсп н дмфрамцмн волн ма меоднородместяп среды. $47 Рзлеевское рассеяние и рассыане Ма Оиисываютса основные законы раесеаниа Рзлев и Ми.

Модель элементарного рассеивателя. Электроны, попадающие в электрическое поле электромагнитной волньц совершают колебательное движение с частотой волны. Если волна распространяется в положительном направлении оси Х (рис. 261), а электрический вектор колеблется в плоскости у =О, то уравнение движения электрона в соответствии с (9.13) имеет вид глу + агнес = гЕо сов оп, (47.1) 261 Элоыеатарвыя рвссеиватело свете где Ео сов озг — колебания напряженности электрического поля волны„коллннеарной осп Х в плоскости У=О; гл и е — масса и заряд электрона; ыо — собственная частота колебаний электрона, определяемая упругой силой, удерживающей электрон в положении равновесия Затухание колебаний электрона за счет излучения не учитывается, поскольку оно мало.

Из (47. 1) для отклонения электрона от положения равновесия находим г = — — г-а — г. соз гог. г Е озо г'з (47. 2) 262 Угловое раеирелеленае интенсивности рвсеенввоЮ излучеивв от велвризоваииоа волею Рг(г) = с = т з Еосовозг. ез 1 гоо — ю (47. 3) Поле излученной диполем электромагнитной волны в сферической системе координат с полярной осью, совпадающей с направлением диполя, описывается формулами (рис. 262) „йпв Ее =сВо= — — — з — Р(г — гзс), Е " 4нсо г' г йз Е„=Е =О, В„=В =О, (47.4) 262 К расчету рассеивав неволарнзо- вавноге излучении где О, гр — соответственно полярный и аксиальный углы; г — расстояние от диполя до точки, в которой определяется поле (см. рис.

26! ). Подчеркнем, что по линии колебаний диполя излучение отсутствует. Колеблющийся электрон сам является излучателем. Его излучение рассеянное. Таким образом, моделью элементарного классического рассеиватсля света является элементарный классический излучатель — электрический диполь, на«одяшийся в поле электромагнитной волны. Электрон входит в состав атома, являющегося электрически нейтральной системой. Поэтому можно считать, что колебания электрона в соответспши с (47.2) происходят около точки равновесия, в которой находится положительный заряд ) ер Этот заряд можно считать неподвижным, поскольку масса несущего его прототоз (или ядра) много больше массы электрона.

Следовательно, (47.2) может быть записано в виде формулы для изменяющегося по времени дипольного момента: Плотносп потока энергии в направлении, характеризуемом углами В и в, в соответствии с (3.1) равна йод, воо(вовр' 9(В,<р,г,г)=ЕоН = Ио 1бя'еоо'г2 Усредняя 5 по периоду и учитывая (47.3), находим 2 2оог-44 ~т(в~ ~— вг)~ (47. 6) где Х = 2яс/в.

Поток энергии йр(В, в) в телесный угол о й =г(п/г2, опирающийся на элемент плошади сферы йп равен ВР(В, к) = <З >,бо = <б>, гзба. (47.7) Отсюда для интенсивности рассеяния 2', (В, е), определяемой как поток энергии, отнесенной к телесному углу 4) Й, находим (47.8) Заметим, что (47.8) выражает плотность энергии рассеянного потока от одного элементарного излучателя. С помощью соотношения (3.4) эту формулу целесообразнее представить в виде чз Х4 ! т(воз — в21 (47.9) (яо — 1) Зе, (47. 10) 29 В((во+2) т(в2 2) где и — показатель преломления среды.

Заменяя выражение, стоящее в квадратных скобках (47.9), его значением (47.10), получаем для интенсивности рассеяния от одной молекулы следую- щую формулу; 7(В „) ((В )!92 9я вп В ~~~ — !у<~ > ~ ..2) (47.!!) Заметим, что полученные формулы справедливы для случая, когда собственная частота во колебаний электронов много больше частот видимого спектра и ближнего ультрафиолета. Это условие в большинстве случаев соблюдается.

Далее, при выводе формулы (47.! 2) предпола- где Яо — среднее значение плотности потока энергии в падающей волне. Рэлеевское рассеяние. Если размеры рассеивателя много меньше длины волны, то все элемен4арные днполи излучают когерентно. Пол рапповским рассеянием обычно понимается рассеяние молекулами среды, потому что размеры обычных молекул (не макромолекул ) всегда много меньше длины волны видимого света.

Элементарные рассеиватели, принадлежащие различным молекулам, излучают некогсрентно, потому что, во-первых, расстояние между молекулами может быть достаточно большим и, во-вторых, вследствие движения молекул происходят флуктуации плотности среды. С учетом этих обстоятельств заключаем, что интенсивность рассеянной волны от одной молекулы увеличивается пропорционально квадрату числа Мо элементарных рассеивателей в ней. Концентрацию молекул обозначим )т'. Следовательно, в единице объема находится Мо!9 элементарных диполей.

Из курса электричества известно соотношение 4 алось, что собственные частоты колебаний всех электронов в молекуле одинаковы. Это ограничение нетрудно снять, поскольку оно не имеет принципиального характера и его снятие лишь делает формулы более громозпкнми. Читателю рекомендуется провести соответствующие вычисления в качестве упражнения. Полная интенсивность рассеяния одной частицей по всем направлениям получается из (47.11) интегрированием по всем углам рассеяния: 44 +1 о 24~~ 4 44~ — 1 з го= ~ — ~ <Оо~.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5117
Авторов
на СтудИзбе
446
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее