Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Лекция №5. 2.1 1 – инфракрасные лучи 2 - видимый свет 3 - ультрафиолетовые 4 – рентгеновские лучи


2.1

1 – инфракрасные лучи
2 - видимый свет
3 - ультрафиолетовые
4 – рентгеновские лучи

Световые волны – (1,2,3).5 - g - излучение

Радиоволны, световые волны, лучи Рентгена проявляют разные физические свойства и находят разное применение на практике. Радиоволны невидимы, а световые волны вызывают зрительные ощущения. Рентгеновские лучи могут проникать сквозь не прозрачные для видимого света предметы. Но все эти волны имеют одинаковую природу – все они представляют собой электромагнитные волны с разной частотой (или длиной волны). С увеличением частоты у них появляются все новые и новые свойства. Так радиоволны способны переносить информацию, а световые волны – нагревать предметы, вызывать зрительные ощущения. Ультрафиолетовые световые волны могут вызывать фотоэффект. Рентгеновские лучи обладают большой проникающей способностью и т.д. Шкала электромагнитных волн – яркий пример закона перехода количества в качество.

3. Явление интерференции состоит в таком наложении системы волн, при котором амплитуды результирующих колебаний в одних точках велики, а в других - почти равны нулю. Интерференционная картина наблюдается при выполнении условий когерентности: 1) Когерентными могут быть поперечные волны с колебаниями одинаково направленными в каждой точке. 2) Когерентными являются волны, разность фаз которых во всех точках волнового поля не зависит от времени; для этого источники колебаний должны работать с постоянной разностью фаз. Такие непод-вижные источники работают на равных частотах.

Проще говоря, когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Этому условию удовлетворяют монохроматические волны –неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты.

Ни один реальный источник не дает строго монохроматического света. Волны, излучаемые любыми независимыми источниками света, всегда не когерентны. Поэтому интерференция света от независимых источников, например от двух электрических ламп, на практике не наблюдается.



Для осуществления интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и того же источника. Делается это с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел. Первое наблюдение интерференции провел в 1802г. Т.Юнг именно с солнечным светом, для чего он предварительно пропускал солнечные лучи через очень малое отверстие в непрозрачном экране.

4. Плоская электромагнитная волна описывается уравнениями:

Е = Еmaxcos( wt + j)   }…(1.1) Как показывает опыт, физиологическое, фото-
химическое, фотоэлектрическое и другие
Н = Нmaxcos( wt + j)   действия света вызываются колебаниями
электрического вектора и его иначе назы -

вают световым вектором. Обозначим буквой А – модуль амплитуды светового вектора. Проекция светового вектора будет меняться по закону: Аcos( wt + j)…(1.2)- уравнение световой волны.

Длина волны видимого света заключается в пределах l = 0.40 ¸ 0.75 мк,

частота - n = 0.75´105 ¸ 0.4´105Гц.

Электромагнитная волна несет с собой энергию, характеризующуюся величиной называемой плотностью потока энергии или световой поток – это энергия в единицу времени проходящая через единицу площади поверхности. Частота, с которой меняется вектор плотности потока энергии, огромна (она = 2n). Такое быстрое изменение не может зафиксировать ни один приемник – регистрируется усредненное по времени значение светового потока. Средний по времени световой поток через единицу поверхности площади, перпендикулярной к направлению распространения волны, называется интенсивностью света I. Интенсивность света прямо пропорциональна показателю преломления среды n и квадрату амплитуды световой волны: I ~ nA2(1.3)

4. 1. Рассмотрим наложение друг на друга двух монохроматических световых волн: А1 cos( wt + j1)

А2 cos( wt + j2). Амплитуда результирующего колебания в данной точке определяется: А2 = А12 + А22 + 2А1А2 cos( j2 - j1)…(1.4).

Если j2 - j1 = const – волны являются когерентными. Если волны не когерентны j2 - j1 непрерывно изменяется, принимая с равной вероятностью любые значения. Поэтому среднее по времени значение cos (j2 - j1) = 0.

И тогда: 2 = 12 + 22…(1.5). Тогда с учетом (1.3) I ~ nA2, интенсивность в точке наложения наших волн будет I = I1 + I2 …(1.6),

а для когерентных волн I = I1 + I2 + 2cos( j2 - j1)…(1.7)

В тех точках пространства для которых cos( j2 - j1) > 0 результирующая интенсивность I будет превышать I1 + I2, в точках для которых cos( j2 - j1) < 0, I будет меньше I1 + I2. Таким образом, при наложении когерентных световых волн происходит перераспределение светового потока в пространстве, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других минимумы интенсив-ности – то есть интерференция волн.

Особенно отчетливо интерференция проявляется для случая I1 = I2. При этом в минимумах I =0, а в максимумах - I =4I1 (из 1.7). Для не когерентных волн в этом случае получается всюду одинаковая освещенность I =2I1 (из 1.6).

5. Один из методов получения когерентных световых волн – метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга, и наблюдается интерференционная картина.

Рис.1.1. В точке О рис.1.1 происходит разделение
волны на две когерентные части, а в точ-
ке Р они накладываясь дают интерферен
ционную картину. При этом одна волна
в среде с показателем преломления n1,
прошла путь S1, вторая с показателем
преломления n2 - путь S2. Если в точке О

фаза колебаний равна wt, то в точке Р первая волна возбудит колебание

А1 cos w(t + ), вторая волна – колебание А2 cos w(t + ), где , - фазовые скорости первой и второй волн. Тогда разность фаз колебаний, возбуждаемых волнами в точке Р будет:



j2 - j1 = w(- ) = w(- ); так как w = 2pn, а n = Þ w = , то j2 - j1 = …(1.8)

Введем обозначение - L = Snпроизведение геометрической длины пути S световой волны в данной среде на показатель преломления этой среды n называется оптической длиной пути.

j2 - j1 =

А разность оптических длин проходимых волнами путей называют оптической разностью хода. D =

Тогда j2 - j1 = …(1.9) Þ Если в оптическую разность хода укладывается целое число длин волн в вакууме (или четное число полуволн) D = ± kl0 (k = 0 1, 2, 3, ….), то разность фаз оказывается кратной 2p: j2 - j1 = ± k2p и колебания возбуждаемые в точке Р обеими волнами будут происходить с одинаковой фазой. В местах их наложения будет наблюдаться максимум, то есть усиление света. То есть

D = ± kl0 (k = 0 1, 2, 3, ….)…(1.10) – условие интерференционного max.

Или D = 2k(k = 0 1, 2, 3, ….)

Если оптическая разность хода D равна полуцелому числу длин волн в вакууме (или не четному числу полуволн), то разность фаз j2 - j1 = ± (k2p + p) и колебания в точке Р находятся в противофазе. Эти волны в точке наложения гасят друг друга. То есть D = ± (k + )l0 (k = 0 1, 2, 3, ….)… (1.11)

D = (2k + 1)(k = 0 1, 2, 3, ….)

- условие интерференционного min.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Лекция № 4. Семестр 2 | Пермь 1999г

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 265; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.006 сек.