Отговори в раздел оптика Физика - детско креватче, страница 4

12. дифракция на светлината. принцип на Хюйгенс-Френел. Френел зона. Зона плочи. Fraunhofer дифракция и Френел дифракция.

Дифракция на светлината - набор от явления, наблюдавани при разпространение на светлината през малка дупка в близост до границите на непрозрачни тела и се дължи на естеството на вълните на светлината.

Под дифракция на светлината обикновено се разбира законите на разпространение на светлината отклонение от законите, предписани от геометрични оптика. дифракция явление е особено светлина: дължина на вълната на светлината, е много по-малък от размера на препятствия λ

Може ли да обясни дифракция принцип Хюйгенс използване - всяка точка, до която идва вълна, източник на вторични вълни и плика от тези вълни дава позицията на фронта на вълната в следващия момент. принцип на Хюйгенс "решава проблема само в посоката на разпространение на фронта на вълна и вълна. Ние реши проблема чисто геометрично, така че този закон може да извлече всички закони на размисъл и пречупване на светлината в интерфейса на 2 медии. Въпреки това, принцип Хюйгенс "не решава проблема на светлинна вълна амплитуда => интензитета на светлината вълна размножителен през бариерата.

Въпрос: Защо на разпространение на вълните в присъствието на пречки не възникне обратната вълна?

Затова Френел принцип Хюйгенс добавя идеята за намеса на вторични вълни.

Light вълна развълнувани от източник S може да се представи като суперпозиция на последователни вторични вълни, излъчвани фиктивни (въображаеми) източници

Така Fresnel изключи възможността от възникване на обратната вторични вълни и предполага, че ако между отвора и точката на наблюдение е сито с отвор върху повърхността на екрана на вторичен амплитуда на вълната е 0, и в отвора - същото като при липса на екрана.

право на Френел (правото на плоча)

Според Хюйгенс-Френел принцип източник S може да замени действието на фиктивни източниците на действие, които са разположени върху повърхността на вторичната вълна Е. Разделете тази вълна повърхност на пръстеновидната област. Размерът на тези зони, така че разликата в пътя от съответна точка Р на точка М е равна на показния / 2:

P1M-R0M = λ / 2, P1M = б + λ / 2

На колебанията възбудени от две съседни зони в точка М на обратната фаза, като разликата в пътя на вълните 2 = λ / 2. Следователно, когато се прилага 2х тези вълни в точката M трептения намаляват помежду си. Амплитудата на получения трептенията в точка М се определя, както следва: Am = А1-А2 + A3 + A4 ...

За да намерите тези оценка амплитуди зона на Френел зона:

хм = (т.м. λ) / 2 (а + б), λ A2> A3> ... Тъй като общият брой на Френел огромни територии и техния размер е много малък, че е възможно да се използва следната приближение Am = (Am + 1 + Am-1) / 2 след това, полученият амплитудата след заместването на точка М от всички Fresnel зони ще бъдат: Am

= А1 / 2 амплитудата на трептенията Получената в точка М се определя като само половината от действие

Ако А = В = 10 cm, λ = 500 нм r1

Размножаване на светлината от S до М се извършва, така че цялата светлинния лъч се разпределя по един много тесен канал SM. тоест, светлината се разпространява по права линия. Следователно, на принципа на Хюйгенс-Френел обяснява праволинейни разпространение на светлината в хомогенна среда.

Ако пътя на светлина от монохроматичен точков източник на светлина поставя щит обхваща всички области, с изключение на първия, амплитудата в точка М е = A, т.е. 2-кратно увеличение и интензивността 4 пъти. Интензитетът в точка М може да бъде увеличена чрез използване на плоча зона. В най-простия случай, плоча зона се приема прозрачен и се поставя върху него въз основа на Fresnel зони редуващи прозрачни и непрозрачни пръстени с радиус RM. Тъй колебания на нечетни и дори Fresnel зони са в обратна фаза, като се изключват взаимно => могат да се доставят тази плоча в определен момент между S и М.

Defraktsiya разделена на Fresnel defraktsiyu (defraktsiya в конвергентни лъчи) и defraktsiyu Fraungoffera (defraktsiya успоредни лъчи)

Тази класификация се извършва на следния принцип: В зависимост от разстоянието от източника и от точката на наблюдение на препятствията, поставени на пътя на лъча. В първия случай пречка попада сферична или плоска вълна и defraktsionnaya картина се наблюдава на екрана се намира зад пречка на дългата дистанция от него.

Във втория случай, когато пречка попада плоска вълна defraktsionnaya снимка е на екрана, която се намира във фокалната равнина на обектива на приближаващ се, намиращ се зад бариерата.

Пример 1: defraktsiya кръгъл отвор, дискът

Пример 2: defraktsiya тясна ширина на прорез на дължина и л л >> един, defraktsionnaya на решетка

19. разсейване на светлината.

Разсейване на светлината е процес на превръщане  светлина вещество, което е придружено от: 1) промяна на посоката на разпространение на светлината; 2) появата на неадекватно вещество на емисиите.

Манделщам представи концепцията мътна среда  среда, в която претегления брой на много малки частици от чужди тела. Например, аерозоли, които се наблюдават в облаците дим, мъгла, множество емулсии, колоидни разтвори.

За такива среди, индексът на пречупване п не е константа ( R) (това зависи от пространството координати). Това означава, че средата е оптично хомогенна.

Ако въведем параметъра л. което е характерно за хетерогенността и ако той lneodn> . светлината, минаваща през тази среда ще осигури равномерно разпределение на интензивност във всички посоки, т.е. среда за тази светлина е оптически хомогенна. Въпреки това, ако lneodn с)

Tyndall ефект Rayleigh обяснено теоретично и формулирани след право (закона на Rayleigh): интензитета на разсеяната светлина е обратно пропорционална  4. I

20. квантите на светлината. Енергията на един фотон пулс. Wave частица двойствеността на EM радиация свойства.

За да се обясни свойствата на светлина, има 2 подхода: 1) еритроцитите; 2) вълна.

Емисията и абсорбция на светлина се появява дискретно, т.е. някои части (фотони), енергията Е се определя честота = h (з  константата на Планк = 6.63 * 10 -34 J * и).

2. Einstein създаден квантовата теория на светлина, при което излъчване и поглъщане, както и разпространение на светлината се осъществява под формата на потоци от светлина кванти, които той наречени фотони. Процесът на взаимодействието на светлината с материята  това взаимодействие квант (фотон) с веществото.

Photon има маса m, инерция р = m * C = h / с = H / .

3. Е = m * в две  фотонна енергия.

F

otons винаги се движат във всяка среда със скоростта на светлината. Не съществува в състояние на покой, т.е. тяхната маса в покой е нула.

Wave частица двойствеността на EM радиация свойства. Това означава, че естеството на светлина може да се види от две страни: от една страна е вълна чиито свойства се проявяват в законите на разпространение на светлината, смущения, дифракция, поляризация. От друга страна, светлината  поток от частици с енергиен импулс. Корпускулярната греди свойства се проявяват във взаимодействието на светлината с Област процеси (фотоефект, Compton ефект).

Анализ може да се разбере, че вече на  дължина на вълната, на по-малко енергия (от Е = HC / ), толкова по-малък импулс, по-трудни квантовите свойства на светлината, уловена.

По-малкият  => висока енергията Е на фотон, толкова по-трудно се открива вълновите свойства на светлина.

Връзката между вълновите свойства на светлината двойна некорпускулярните може да се обясни с помощта на статистическия подход към разглеждането на леки структурата на разпределение.

Н
Например, дифракция на светлина в празнината: когато светлината преминава през процепа има преразпределение на фотоните в пространството. Тъй като вероятността на фотона удари на екрана в различни неравностойни условия, има дифракционна решетка. Осветеността на екрана (броя на фотоните инцидент на него) е пропорционална на вероятността на фотона да достигне тази точка. От другата страна на осветеността на екрана, е пропорционална на амплитудата на I квадратна вълна

E 2. Следователно квадрата на амплитудата на вълната светлина в даден момент е мярка за вероятността на фотона да достигне тази точка в пространството.

21. фотоелектричния ефект, неговите видове и закони. Характеристиките на ток напрежение на фотоелектричния ефект. Експерименти Столетов. уравнение на Айнщайн.

Фотоелектричния ефект е явление,  изхвърляне на електрони от метални повърхности от експозицията на електромагнитни лъчения. Този ефект се нарича външен ефект. Друг често срещан  вътрешен фотоефект е причинена от електромагнитно излъчване, електронни преходи в полупроводници или диелектрици на свързано състояния в областта на достъпността без отклонение радиално външно.

За първи път законите са създадени Столетов.

Светлината облъчване на катода, бяха установени следните модели: 1) осигурява най-ефективно действие на ултравиолетовото лъчение; 2) под действието на светлина вещество губи само отрицателни заряди; 3) ток, произтичаща от действието на светлина е директно пропорционална на интензитета.

Thompson измерване на специфичен заряд на частиците, отделяни от светлината и е установено, че излъчвани електрони. Следните връзки са взети във всички експерименти:

Максималната стойност на текущата Inas нарича фототок насищане. Тя се определя като напрежение стойност, при която всички електроните достигат анода. Когато U = 0 фототока изчезва. Това означава, че електроните изхвърлени от катода, имат определена скорост (или кинетичната енергия). За фототока е равно на нула, е необходимо да се приложи забавящо напрежение = Uzad.

Три закона Stoletova (за външен фотоефект):

1. За фиксирана честота брой фотоелектроните падаща светлина за единица време, изтласкан от катода е пряко пропорционална на интензитета на светлината.

2. За всяко вещество, има фотоелектричния праг, под който фотоелектричния ефект не се наблюдава kr (в зависимост от свойствата на материала).

3. Максималната началната скорост на фотоелектроните е независим от интензитета на светлината, но само от честотата на падащото лъчение (т.е. MV 2 макс / 2 ()).

Einstein получени по следната формула:

Един фотон може да бъде нокаутиран само един електрон. Възможна нелинейна multiphoton фотоелектричния ефект, в която един електрон получава енергия от п фотони и п може да бъде 2-7 (наблюдава само за лазерното лъчение).

16. поляризация на светлината. Поляризирана светлина. Поляризираната светлина. Линеен и кръгова поляризация на светлината. закон Брюстър.

Поляризация на светлината - физически. Оптически характеристика. Light-ти, описвайки-ти-ти напречната анизотропия на светлинните вълни, т.е. не-еквивалентността на различни посоки в perpend равнина. например та разпределителен вал вълна-Ia (

Светлинни вълни, чието напрежение то трептене вектори

Xia Н запазена непроменена в пространството, състояща -ve или променя чрез Xia обективирано ц право наречен Ся поляризирана.

E светлинна вълна klebl Xia само един непроменени минути в пространството състоящи -ve PL-пет, след като вълна се нарича Xia линеен или равнина поляризирана. Това квадратни бъде в котка-ти лъжата

наречен к-Ся площад тата вълна поляризация. Ако аз обхватни

к извършено Xia, така че неговата цел да описва окръжност в квадрат минути perpend тата

к, след като вълна се нарича Xia поляризирана втория кръг ако елипса - с елиптично поляризирана. Една лека вълна, в която различни напрежение Ia

к equiprobable, наречен Ся физическо или естествено polirizovannoy или неполяризирана.

Наслагване 2 х lineynopolyariz вълни.

E2 колебайте Xia с едни и същи. честота ω, е насочено. по оста Z, но

E2Єyz, разпределителен вал Xia смяна δ фази: