Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия

Дисперсией назыв. зависимость показателя преломления в-ва от частоты или длины волны света. Диспер-сия света представляется в виде зависимости: Величина: (20.2),называемая дисперсией в-ва, показывает, как быстро изменяется показатель преломления с длиной волны. Из рис.20.1 следует, что показатель преломления для прозрачных в-в с ↓ длины волны ↑, следов., велич. по модулю также ↑ с падении-ем . Такая дисперсия называется нормальной. Вблизи Рис. 20.1. же линий и полос поглоще-ния поведение кривой будет иным: велич. ↓ с падением значения . Такая зависимость на-зыв. аномальной дисперсией. Действие приборов – приз-менных спектрографов - основано на явлении норм. дис-персии. Призменные спектрографы находят широкое при-менение в спектральном анализе света. Изв., что абсолют-ный показатель преломления определяется: 20.3; - диэлектрич. проницаемость, - магнитн. Проницае-мость в-ва. В оптич. обл. спектра близко к ед-це, зна-чит, получаем, что , являясь переменной, остается в то-же время равной постоянной величине . В электрон-ной теории Лоренца, устраняющей это противоречие, дис-персия света рассм. как результат взаимодействия электро-магн. волны с заряженными частицами, входящими в сос-тав в-ва, и совершающими вынужденные колебания в пере-менном электромагн. поле волны. Применим теорию для однородного диэлектрика, формально предположив, что дисперсия света является следствием зависимости от частоты световых волн. Диэлектрическая проницаемость и поляризованность в-ва, как было показано (20.4); (20.5); - диэлектрическая восприимчивость в-ва - электрическая постоянная, - напряженность поля, тогда: ,(20.6). Следовательно, , т.е. зависит от . Основное значение при этом имеет электронная поляризация, т.е. вынужденные колебания электронов под действием электрической составляющей поля волны, так как для ориентационной поляризации молекул частота колебаний в световой волне очень высока (10¹⁵ Гц). Можно считать в первом приближении, что вынужденные колебания совершают только внешние, наиболее слабо связанные с ядром электроны - оптические электроны. Пусть колеблется один оптический электрон. Наведенный дипольный момент электрона, совершающего вынужден-ные колебания, равен: ; - заряд электрона, - смещение электрона под действием эл. поля световой вол-ны. Если - концентрация атомов в диэлектрике, то мгновенн. значен. поляризованности: . 20.7

Из 20.5 и 20.7 получаем: , (20.8),т.е. задача сводится к определению смещения электрона под дей-ствием внешн. поля . Пусть поле оптической волны: . Ур-е вынужденных колебаний электро-на имеет вид: , (20.9); - амплитудное значение силы, действующей на электрон со стороны поля волны, - собственная частота ко-лебаний электрона, - масса электрона. Решая ур-е 20.9, находим в зависим. от параметров атома и частоты внешн. поля.Решение ур-я 20.9 записывается в виде: ,(20.10),где: . (20.11). Подставляя (20.10) и (20.11) в выражение (20.9), получаем: .(20.12). Если в в-ве имеются различные заряды , совершающие вынужденные колебания с собственными частотами , то: ,(20.13); - масса -того заряда. Из выраж. (20.12) и (20.13) вытекает, что показатель преломления зависит от частоты внешнего поля, т. е. полученные зависимости подтверждают явление дисперсии света. Переходя от к получаем, что график зависимости показателя преломления n от частоты имеет вид: Рис.20.2 В обл. частот от до возрастает с ростом (норм. дисперсия); при ; в обл. частот от до и возрастает от до 1 (нормальная дисперсия). Из графика видно, что поведение вблизи - результат допущения об отсут-ствии сил сопротивления при колебаниях электронов. Гра-фик ф-ции вблизи задается штриховой линией AB. Обл. АВ - область аномальной дисперсии ( убы-вает при возрастании ), остальные участки зависимости от до описывают нормальную дисперсию.

1. Элементы кинематики. Модели в механике. Системы отсчета.

2. Основные законы динамики: 1, 2, 3 законы Ньютона.

3. Силы упругости. Зокано Гука.

4. Работа и энергия. Мощность.

5. кинетическая и потенциальная энергия.

6. Давление в жидкости и газе. Закон Паскаля.

7. Закон Архимела.

8. Уравнение неразрывности.

9. Уравнение Бернулли.

10.Вязкость. Турбулетные и ламинарные течения.

11. Метод Стокса для определения вязкости.

12. Гармонические колебания и их характеристики.

13. Вынужденные колебания. Резонанс.

14. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорость.

15. Стоячие волны.

16. Звуковые волны и их характеристики.

17. Ультразвук и его применение.

18. Законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.

19. Уравнение Клапейрона-Менделеева.

20. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

21. Распределение молекул идеального газа по скоростям.

22. Распределение Больцмана.

23. Теплопроводность.

24. Диффузия. Закон Фика.

25. Вязкость. Закон Ньютона.

26. Внутренняя энергия. Закон Больцмана.

27. 1 начало термодинамики.

28. Работа при различных изопроцессах.

29. Энтропия.

30. 2 и 3 начало термодинамики.

31. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

32. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.

33. Поверхностное натяжение жидкости.

34. Явление смачивания. Избыточное давление.

35. Капиллярные явления.

36. кристаллическое строение твёрдых тел.

37. Фазовые переходы в веществе. Диаграмма состояний.

38. Жидкие кристаллы.

39. Электростатическое поле. Напряженность поля. Силовые линии.

40. Потенциал и разность потенциалов.

41. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость вещества.

42. Поле внутри диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость.

43. Электрическое смещение. Распределение зарядов по поверхности проводника.

44. Энергия электростатического поля.

45. Электрический ток. Сила и плотность тока.

46. Электродвижущая сила. Напряжение.

47. Закон Ома. Сопротивление проводника.

48. Работа и мощность тока.

49. Закон Джоуля-Ленца.

50. Магнитное поле и его характеристики.

51. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции.

52. Сила Лоренца.

53. Магнитное поле в веществе.

54. Геомагнитное поле.

55. квазистационарные токи. Метод векторных диаграмм.

56. Резонанс напряжений.

57. Мощность в цепи переменного тока.

58. Колебательный контур.

59. Законы электролиза.

60. Электрические явления в биологических тканях.

61. Физические основы электрокардиографии.

62. Интерференция света.

63. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

64. Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракционная решетка.

65. Поляризация света. Закон Малюса.

66. Двойное лучепреломление.

67. Биологические ткани в поляризованном свете.

68. Вращение плоскости поляризации.

69. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

70. Люминесценция.

71. Фотоэффект.

72. Законы фотоэффекта.

73. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

74. Строение атома.

75. Постулаты Бора.

76. Принцип Паули. Периодическая система.

77. Гипотеза де Бройля. Эффект Ромзауэра.

78. Рентгеновское излучение и его свойства.

79. Рентгенодиагностика.

80. Радиоактивное излучение и его виды.

Дата добавления: 2017-01-14