История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2018-01-03 | 227 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Дисперсия света, как и поляризация света, объясняется взаимодействием света с веществом. Будем рассматривать свет в рамках электро-магнитной теории Максвелла, а вещество в рамках электромагнитной теории Лоренца. Согласно Лоренцу, вещество представляет собой совокупность зарядов (электронов и ионов), совершающих колебания около положения равновесия называются собственной частотой колебаний ω0. Электрон, совершающий колебания, испускает вторичные излучения => колебания электрона являются затухающими. Затухание колебаний электронов можно учесть, вводя коэффициент затухания, пропорциональный скорости колебания электрона. Предположим, что из вакуума в данную среду распространяется световая волна, напряженность которой меняется по закону: E=Eo sinωt (1). Световая волна вызвает вынужденные колебания электронов, уравнения которых можно записать в виде x=Asinωt (2). A – амплитуда вынужденных колебаний, ω – частота вынужденных колебаний. Из (2) следует, что частота вынужденных колебаний совпадает с частотой колебаний в падающей волне.
A=e*Eo / m √(ω0(c.2) - ω(c.2))(c.2)+2β(c.2)ω(c.2)` (3).
ω0 – частота собственных колебаний электрона в веществе, ω – частоты вынужденных колебаний, β – коэффициент затухания колебаний.
tgφ=2βω/(ω0(c.2) – ω(c.2)) (4) – фаза колебаний. Электрон, совершающий вынужденные колебания, исспускает вторичные электро-магнитные волны той же частоты, что и частота падающего света. Это вторичное излучение налагается на падающею световую волну интерферирует с ней. В результате в веществе распространяется результирующая волна, скосроть которой ν отлична от скорости c в вакууме. Отличие между ν и c тем больше, чем сильнее амплитуда вынужденных колебаний => чем ближе частота падающей световой волны к частоте собственных колебаний электрона вещества. c/ν=n. Т.о. n зависит от частоты падающей световой волны опосредованно. Так качественно можно определить явление дифракции света. Установим кол-ую связь. Для простоты пусть в (3) β=0. Тогда A=e*Eo/m(ω0(c.2) – ω(c.2)) (5). Под действиям поля падающей световой волны электрон смещается на расстояние х. x=Asinωt (6). В следствии смещения электрона, атом приобретает дипольный момент p=ex (7). Если в единице объема вещества содержится N атомов, то она приобретает эл. момент. p(в)=N*p – N*e*x (8), который связан с диэлектрической восприимчивостью. p(в)=X*E(в) (9), ε=1+4π X=
|
1+4π р(в)/E(в)= 1+(4πN e A sinωt)/(E0 sinωt)= =1+((4 π N e(c.2))/m)*(1/(ω0(c.2) – ω(c.2))) (10), n=√ε` (11),
n(c.2)=ε=1+ ((4πN e(c.2))/m)*(1/(ω0(c.2) – ω(c.2))) (12)
Если а том содержит не один электрон, а несколько с собственными частотами и ω0i; n(c.2)= 1+((4πN e(c.2))/m)*Σ(ni/(ω0i(c.2) – ω(c.2)) (13);
ω=2πν=2πc/λ; n(c.2)=1+ (4πN e(c.2) / 4π(c.2)c (c.2)m) *
*Σ(ni / (1/λ0i(c.2) – 1/λ(c.2))) (14)
Анализ выражения (13), (14): 1. ω<<ω0,
Σà0, n(c.2)à1; 2. ω<ω0, n(c.2)à+∞;
3. ω>ω0, n(c.2)à - ∞; 4. ω>>ω0, n(c.2)àconst.
При приближении частоты световой падающей
волны к частоте собственных колебаний,
амплитуда вынужденных колебаний резко
возрастает и энергия поглощенной световой
волны переходит в энергию внешних
хаотических столкновений атомов и молекул,
т.е. в тепловую энергию. Т.е. при совпадении
ω=ω0 происходит max проглощение света
веществом. Показатель преломления принимает конечное значение в областях, удаленных от линии поглощения. При приближении к линии поглощения слева (ω<ω0), n аномально резко возрастает до +∞, при приближении справа (ω>ω0), nà - ∞. Зависимость n от ω между двумя линиями поглощения предает ход дисперсии для большинства оптически прозрачных веществ. Это область нормальной дисперсии. Аномальная дисперсия включает общий ход дисперсии, это аномальный ход дисперсии.
|
5. Интерференция света. Условия, необходимые для возникновения интерференции световых волн. Разность фаз двух когерентных волн. Условия интерференционных максимумов и минимумов.
Под интерференцией света обычно понимают широкий круг явлений, в которых при наложении световых волн результирующая интенсивность не равна сумме интенсивностей отдельных волн: в одних местах она больше, в других – меньше, т.е. возникают чередующиеся светлые и темные участки – интерференционные полосы. Другими словами, интерференцией называется изменение средней плотности потока энергии, обусловленное суперпозицией электромагнитных волн.
Интерференция – это перераспределение светового потока при наложении двух (или более) когерентных световых волн, в рез-те чего, в одних местах возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности.
Под интенсивностью будем понимать I=<ReE*ReE> = ½ Re(E* E) = ½ E02, где E0 – действительная амплитуда световой волны.
Необх. условием интерференции любых волн, явл. их когерентность, т.е. согласованное протекание во времени и пространстве двух или нескольких волновых процессов.
Строго когерентными явл. лишь монохроматические волны, т.е. волны с пост. во времени частотами, амплитудой и начальной фазой. Эти хар-ки для монохром. волн остаются постоянными бесконечно долго. Свет от реального источника не явл. монохроматическим.
Случай1. Предположим, что в некоторую точку пространства приходят две монохром. волны w1=w2=w, E01, E02, но эти волны распространяются в одном направлении и они линейно поляизованы.
E1=E01exp(–i(wt–j1)), E2=E02exp(–i(wt–j2)), E=E1+E2
Используя определение интенсивности:
I = I10+I20+2корень(I10I20)cos(d), I1=1/2E012, I2=1/2E022, d=j2-j1
Последнее слагаемое наз-ся интерференционным слагаемым.
Если колебания синфазны, т.е. j2-j1 равны либо 0, либо чётно число 2p, j2-j1=2pk, k=0,±1,±2...
I = I10+I20+2корень(I10I20)=(корень(I1)+корень(I2))2 – максимум.
Когда в точку пространства приходят две волны в противофазе I = (корень(I1)–корень(I2))2 – минимум.
Случай2. В точку пространства приходят две линейно поляризованные волны, распростр. в одном направлении, но с разными частотами и амплитудами. В этом случае последний аргумент принимает значение cos[(j2-j1)+(w1-w2)t].
Случай3. (для некогерентных волн). Разность фаз хаотически изменяется во времени. Это означает, что среднее значение <cos(j2-j1)>t = 0, I=I1+I2 в любой точке пространства.
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!