Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракционная решетка. Условие главных максимумов.

Дифракция Фраунгофера – это дифракция в параллельных лучах. Дифрагирущая волна имеет плоский фронт, а дифракционная картина получается с помощью линзы, на экране в ее фокальной плоскости. Рассматриваем дифракцию на узкой щели. Для этого фронт волны в щели разбивается на множество участков – источников вторичных волн и в произвольной точке экрана суммируются колебания, доставленные туда вторичными волнами от этих источников.

Дифракционная решетка - оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа препятствий и отверстий, сосредоточенных в ограниченном пространстве, на которых происходит дифракция света.

Условие главных максимумов:

Главный дифракционный максимум образуется при условии, что волны от соседних штрихов решетки приходят в точку наблюдения в одинаковой фазе. Для этого соответствующая разность хода Δ=dsin(φ) должна быть кратна λ. Поэтому условие т.н. главных максимумов запишется в виде:

где m - целое число, называемое порядком глав-ного максимума.

Поляризация света. Способы получения поляризованного света.

Поляризация света – это свойство света, которое характеризуется пространственно-временной упорядоченностью ориентации электрического вектора Е.

Естественный свет -совокупность электромагнитных волн со всевозможными равновероятными направлениями световых векторов (Е), перпендикулярных направлению распространения света.

Плоскополяризованный свет - свет, в луче которого ориентация световых векторов всех электромагнитных волн одинакова.

Плоскость поляризации - осевое сечение луча плоскополяризованного света, в котором лежат все световые векторы.

Поляризатор - устройство для получения полностью или (реже) частично поляризованного света.

Способы получения поляризованного света:

1) пропусканием через поляризатор (специальный оптический элемент)

 

2) отражением от диэлектрической поверхности под определённым углом - угол Брюстера. При этом отражённый свет оказывается полностью поляризованным.

Законы теплового излучения.

Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны. Чем выше температура тела, тем более короткие волны оно испускает. Тело, находящееся в термодинамическом равновесии со своим излучением, называют абсолютно черным (АЧТ). Излучение абсолютно черного тела зависит только от его температуры.

Закон Планка

Макс Планк вывел формулу, по которой при заданной температуре абсолютно черного тела можно рассчитать величину интенсивности его излучения:

-постоянная Планка = 1.054 · 10^-34 Дж·с

Закон Стефана–Больцмана

Стефаном и Больцманом был установлен закон, выражающий количественное соотношение между полной излучательной способностью и температурой черного тела:

Энергетическая светимость (q) абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры (T).

q = σ ⋅ T⁴

Константа в этой формуле называется постоянной Стефана-Болъцмана, σ = 5.67⋅10^-8 (Вт/м²)/К⁴.

Закон Вина

Длина волны (λмакс), на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре (Т) абсолютно черного тела.

Закон излучения Кирхгофа

Отношение излучательной способности (E) к поглощательной способности (A) одинаково для всех тел при данной температуре (T) для данной длины волны (λ) и не зависит от формы тела, его химического состава и проч.

E(λ,T) / A(λ,T) = e(λ,T)