- •Глава 3. Оптика
- •3.1. Основные законы геометрической оптики
- •Глава 3. Оптика
- •3.2. Зеркала
- •Глава 3. Оптика
- •3.3. Тонкие линзы
- •Глава 3. Оптика
- •3.4. Глаз как оптический инструмент
- •Глава 3. Оптика
- •3.5. Оптические приборы для визуальных наблюдений
- •Глава 3. Оптика
- •3.6. Развитие представлений о природе света
- •Глава 3. Оптика
- •3.7. Интерференция световых волн
- •Глава 3. Оптика
- •3.8. Дифракция света
- •Глава 3. Оптика
- •3.9. Дифракционный предел разрешения оптических инструментов
- •Глава 3. Оптика
- •3.10. Спектральные приборы. Дифракционная решетка
- •Глава 3. Оптика
- •3.11. Поляризация света
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.1. Постулаты сто
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.2. Относительность промежутков времени
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.3. Относительность расстояний
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.4. Преобразования Лоренца
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.5. Элементы релятивисткой динамики
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.1. Тепловое излучение тел
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.2. Фотоэффект. Фотоны
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.3. Эффект Комптона *)
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.4. Волновые свойства микрочастиц. Дифракция электронов
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.1. Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.2. Квантовые постулаты Бора
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.3. Атом водорода. Линейчатые спектры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.4. Лазеры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.5. Состав атомных ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.6. Энергия связи ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.7. Радиоактивность
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.8. Ядерные реакции
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.9. Элементарные частицы
- •Тема 1. Световые волны в прозрачной изотропной среде.
- •Тема 2. Поляризация света.
- •Тема 3. Излучение и поглощение света.
- •Тема 4. Отражение и преломление света.
- •Тема 5. Кристаллооптика.
- •Тема 6. Геометрическая оптика.
- •Тема 7. Спектр света.
- •Тема 8. Интерференция.
- •Тема 9. Дифракция.
- •Тема 10. Дифракционная решетка.
- •Тема 11. Голография.
- •Тема 12. Дифракционный предел разрешения.
- •Тема 13. Взаимодействие света с веществом.
- •Тема 14. Термодинамика излучения.
Тема 14. Термодинамика излучения.
Абсолютно черное тело.
Распределение Планка.
— спектральная плотность объемной плотности энергии равновесного излучения при температуре T, k — постоянная Больцмана.
Закон Кирхгофа.
I — интенсивность света или плотность потока энергии (энергия в единицу времени через единицу площади). , где — спектр света или спектральная плотность интенсивности света или спектральная плотность плотности потока энергии (энергия в единицу времени через единицу площади и в единичном интервале частот).
Об интенсивности говорят только тогда, когда свет идет только в одном направлении. В случае равновесного излучения при температуре T свет через площадку идет в телесный угол 2π в каждом из двух направлений.
Для абсолютно черного тела, сколько энергии падает столько и излучается. Вместо спектра для направленного излучения для излучения во все стороны вводят — испускательную способность поверхности, которая для абсолютно черного тела равна (как и ) спектральной плотности плотности потока энергии.
— для абсолютно черного тела.
Если тело не абсолютно черное, то можно ввести — безразмерный коэффициент поглощения поверхности (энергетический).
По закону Кирхгофа отношение испускательной способности к коэффициенту поглощения не зависит от свойств поверхности, зависит только от частоты света и температуры поверхности. Как позднее было показано Планком .
Закон Стефана-Больцмана.
При термодинамическом равновесии излучения при температуре T:
, где — плотность потока энергии, — постоянная Стефана-Больцмана.
Закон смещения Вина.
и =>
Назовем величину такую, что при .
Тогда — закон смещения Вина, где — константа.
Интерферометр Фабри-Перо.
Пусть — амплитуда падающей световой волны, и — амплитудные коэффициенты пропускания двух зеркал, и — амплитудные коэффициенты отражения этих зеркал, — расстояние между зеркалами, тогда амплитуда прошедшей световой волны
А интенсивность прошедшей волны, как квадрат амплитуды равна
Литература.
1. Е. И. Бутиков. Оптика. — М.: Высшая школа. 1986. 512с.
2. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики. — М.: Наука. 1970. 856с.
3. Г. С. Ландсберг. Оптика.