просто теория (1023465), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

тела.Однако их период слишком мал ( и 1 (Г ), чтобы можно было наблюдать дифракцию в видимом свете. В случае кристаллов условие d > X выполняется только для рентгеновских лучей

24.Естественный и поляризованный свет.

Поляризованным светом наз-ся свет, в котором направление колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом (световой вектор - Е = Acos((Ot - кг + а) , где к -волновое число, г - расстояние, отсчитываемое вдоль направления распространения световой волны. Для плоской волны, распространяющейся в непоглощающей среде А = cost, для сферической волны А убывает как 1/г). В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно меняют друг друга. Так, если в р-тате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное (но не исключительное!) направление колебаний вектора Е , то имеем дело с частично поляризованным светом. Свет, в котором Е (и, следовательно, Н) колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу, наз-ся плоскополяризованным. Пл-ть, проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направление распространения этой волны, наз-ся пл-тью поляризации.

условие максимумов. При двух щелях между двумя главными максимумами располагается один дополнительный минимум, а между каж­дыми главными максимумами при трех щелях располагается два дополнительных минимума, при четырех - три. Если диф. реш. состоит из N щелей, то условием главных минимумов является условие asmcp = ±mX (m=l,2,3,...), а усл. глав­ных максимумов - dsincp = ±mX (m=0,l,2.) а условием дополнительных минимумов

d sintp = +m XIN , где m может принимать все целочисленные значения, кроме О, N, 2N,..., т.е.

тех, при которых d sin(p = +m XIN переходит в dsm<p = ±mX.

Следовательно, в случае N щелей между двумя главными максимумами располагается N-1дополнительных минимумов, разделенных вторичными максимумами. Чем больше щелей N, тем большее количество световой энергии пройдет через решетку, тем больше минимумов образуется между соседними главными мак­симумами, тем, след, более интенсивными и более острыми будут максимумы. На след ри­сунке представлена картина от восьми щелей. Так как sin q> | не может быть больше 1, то

m < d IX , т.е. число главных максимумов определяется отношением периода решетки к длине волны.

максимума к соседнему минимуму, разность хода меняется на XIN , где N - число щелей решетки. Следовательно минимум Ху , наблюдаемый под углом (р_ту_п , удовлетворяет условию dsmq>_mm = тХу + Ху IN . По критерию Релея

(Изображения двух близлежащих одинаковых точечных источников или двух близлежащих спектральных линий с равными интенсивностями и одинаковыми симметричными контурами раз­решимы (разделены для восприятия), если цен­тральный максимум дифракционной картины от одного источника (линии) совпадает с первым минимумом дифр. картины от другого), ср = <р_ту_п,т.е.,тХ2 = тХу + Ху IN или

Х₂ 1(Х₂ - Ху) = mN . Т.к. Ху и Xj близки ме­жду собой, т.е. Xj — Ху = SX , то согласно R = X/(SX) : К_диф _реш = mN . Таким образом

разр. способность дифр решетки пропорцио­нальна порядку m спектров и числу >)щелей, т.е. при заданном N увеличивается при переходе к спектрам высших порядков. Современные ре­шетки обладают разр способностью до 2*10⁵.

25. Степень поляризации. Это величина Р:

р = _jnax jnm_ ^ где _/тах и _/mm __

■'max + ■'min максимальная и минимальная интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным компонентам вектора Е. Для естественного света /_тах = /_т;_п и Р=0, для

плоскополяризованного света /_mj_n =0 и Р=1.

Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления (например, пропускающие колебания, параллельные пл-ти поляризатора, и полностью задерживающие колебания, перпендикулярные этой пл-ти). В качестве поляризаторов могут быть использованы среды, анизотропные (анизотропность - зависимость физ. св-в от направления) в отношении колебаний в-ра Е, например, кристаллы.

26. Поляризация при отражении и
преломлении. Закон Брюстера. Если угол
падения на границу раздела двух диэлектриков
(например, на пов-ть стеклянной пластинки)
отличен от нуля, отраженный и преломленные
лучи оказываются частично поляризованными
(при отражении от проводящей пов-ти (например,

27. Закон Малюса. Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет амплитуды А₀ и интенсивности 1₀. Сквозь прибор пройдет составляющая колебаний с амплитудой А = Aq cos q>, где q> — угол между пл-тью

колебаний падающего света и пл-тью поляризатора.

Следовательно, интенсивность прошедшего света I определяется

выражением I = I ₀ cos ² (р, где COS² (р - доля

интенсивности, которую несет с собой колебание,

параллельное пл-ти поляризатора

29. Двойное лучепреломление. Все

кристаллы (кроме кристаллов кубической системы, которые оптически изотропны), обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздваивания каждого падающего на них светового пучка.

Если на тольстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут да пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу. Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный

32. Волновые и полуволновые пластинки.

Рассмотрим крист пластинку, вырезанную параллельно оптической оси. При падении на такую пластинку плоскополяризованного света, обыкновенный и необыкновенный лучи оказы

ваются некогерентными (т.к. колебания каждого цуга разделяются между обыкновенным и необыкновенным лучами в одинаковой пропорции (зависящей от ориентации оптической оси пластинки относительно пл-ти колебаний в падающем луче)). На входе в пласт-ку. разность фаз 8 этих лучей равна 0, на выходе из нее

(п₀ -п_е)

8 = 2ж

2ж, где п₀,п_е~

показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей (n=c/V). Вырезанная для параллельной оси пластинка, для которой (и₀ -n_e)d = тЛо + Aq/4 , (где m = 0,1,2,...),

называется пластинкой в четверть волны. При прохождении через такую пластинку обыкновенный и необыкновенный лучи приобретают разность фаз, равную Ж /2 (разность фаз определяется с точностью до 2 Ж т). Пластинка, для которой

(и₀ - n_e)d = mA_i) + Aq /2 , называется пластинкой в полволны.

33. Вращение пл-ти поляризации. 1.

Естественное вращение. Некоторые в-ва, называемые оптически активными, обладают способностью вызывать вращение пл-ти поляризации проходящего через них плоскополяризованного света. К числу таких вещ-в относятся кристаллические тела (напр., кварц), чистые жидкости (никотин) и растворы оптически активных вещ-в в неактивных растворителях (водные р-ры сахара). Кристаллические в-ва сильнее всего вращают пл-ть поляризации в случае, когда свет распространяется вдоль оптической оси кристалла. Угол поворота q> пропорционален

пути £ , пройденному лучом в кристалле (р = а£ . Коэф-т а называют постоянной вращения. Эта постоянная зависит от длины волны (дисперсия вращательной способности). В растворах угол поворота пл-ти поляризации пропорционален пути света в растворе £ и концентрации активного в-ва с: (р = \ар£ , где \ос\ — удельная постоянная вращения. Направление вращения (относительно луча) н.з. от направления луча, поэтому, если луч прошедший через оптически активный кристалл вдоль оптической оси, отразить зеркалом и заставить пройти через кристалл еще раз в обратном направлении, то восстанавливается первоначальное положение пл-ти поляризации.

34. Эффект Керра. Оптически изотропные в-ва становятся оптически анизотропными под действием 1) одностороннего сжатия или растяжения. 2) Электрического поля (эффект Керра). 3) Магнитного поля (жидкости). В перечисленных случаях вещество в-во приобретает свойства одноосного кристалл. На рисунке приведена установка для наблюдения эффекта Керра в жидкостях. Ячейка Керра -кювета с жидкостью (например, нитробензолом), в которую введены пластины конденсатора, помещается между скрещенным поляризатором Р и анализатором А. При отсутствии эл. поля свет через систему не проходит. При наложении электрического поля жидкость становится двоякопреломляющей; при изменении разности потенциалов между электродами меняется степень анизотропии в-ва, а следовательно и интенсивность света, прошедшего через анализатор. На пути £ между обыкновенными и необыкновенными лучами возникнет оптическая разность хода

А = £{п_{) -п_е) = к£Е² ,(к - постоянные,

характеризующие в-во, Е - напряженность эл. поля) или соответственно разность фаз

(р = 2жА/Х = 2лВ£Е² , где В = к/X -постоянная Керра. Эффект Керра -возникновение двойного лучепреломления в жидкостях и аморфных твердых телах под воздействием электрического поля.

36. Испускательная и поглощательная способность. Спектральной хар-кой теплового излучения тела служит спектральная плотность энергетической светимости (испускательная

dW„,„

способность), равная R., _Т = ^ш-, где

dv

dW_mJl — энергия электромагнитного излучения,

испускаемого за единицу времени с единицы площади поверхности тела в интервале частот от V до V + dv . Спектральная плотность энергетической светимости численно равна мощности излучения с единицы площади пов-ти этого тела в интервале частот единичной ширины. Единицей измерения является

Дж/(м²с)

Спектральной хар-кой поглощения электромагнитных волн телом служит спектральная поглощательная способность

(поглощательная способность). A_{v T}

""иогл dW

Он показывает, какая доля энергии dW падающего на пов-ть тела эл. магн излучения с частотами от V до V + dv поглощается телом. Эта величина - безразмерная

Если через пластинку в полволны пропустить плоскополяризованный свет: пластинка в полволны поворачивает пл-ть колебаний прошедшего через нее света на угол 2ϕ (ϕ--угол между пл-тью колебаний в падающем луче и осью пластинки). Если пропустить плоскополяризованный свет через пластинку в четверть волны: если расположить пластинку так, чтобы угол ϕ между пл-тью колебаний Р в падающем луче и осью пластинки О равняться π/4 , амплитуды обоих лучей, вышедших из пластинки, будут одинаковы. Свет вышедший из пластинки, будет поляризован по кругу. При ином значение угла ϕамплитуды вышедших из пластинки лучей будут неодинаковыми. Поэтому при наложении эти лучи образуют свет, поляризованный по эллипсу, одна из осей которого совпадает с осью пластинки О.

пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется. Второй из этих лучей получил название необыкновенного (е), а первый обыкновенного (о). В кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, наз-ся оптической осью кристалла. В данном случае, речь идет именно о направлении, а не о прямой линии, проходящей через какую-то точку кристалла. Кристаллы, в завис-ти от их типа бывают одно- и двухосные., т.е. имеют одну или две оптические оси

30. Поляризационный прибор.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)