- •Уравнения максвела. Электромагнитные волны
- •1. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Ток смещения.
- •2. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Электромагнитное поле.
- •3. Волновые уравнения для электромагнитного поля и их решения. Скорость распространения электромагнитных волн в средах. Основные свойства электромагнитных волн.
- •4. Энергия и поток энергии электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.
- •5. Изучение диполя. Диаграмма направленности.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Распространение света через границу двух сред
- •2. Полное внутреннее отражение. Световоды.
- •Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Интерференция света
- •Интерференция света. Когерентность и монохроматичность
- •2. Пространственная когерентность. Радиус когерентности.
- •3. Оптическая длина пути. Расчет интерференционной картины о двух когерентных источников.
- •4. Полосы равной толщины и равного наклона.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Дифракция света
- •1. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •2. Дифракция Фраунгофера на одной щели.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Поляризация света
- •1. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Степень поляризации.
- •Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
- •4. Поляроиды и поляризационные призмы. Поляризаторы и анализаторы.
- •5. Искусственная оптическая анизотропия. Эффект Керра.
- •6. Вращение плоскости поляризации.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Дисперсия света. Поглощение света.
- •Дисперсия света. Методы наблюдения дисперсии. Нормальная и
- •2. Электронная теория дисперсии.
- •Затруднения электромагнитной теории Максвелла.
- •Поглощение света, спектр поглощения. Цвета тел.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Спектр колебаний. Разложение фурье.
- •Спектр и спектрограмма функции.
- •Разложение Фурье. Понятие о гармониках.
- •Спектральное разложение несинусоидального периодического сигнала.
- •Вопросы для самоконтроля.
4. Поляроиды и поляризационные призмы. Поляризаторы и анализаторы.
Поляроид – поляризационный прибор, который представляет из себя целлулоидную пленку, в которую вкраплены одинаково ориентированные кристаллы сульфата йодистого хинина. В этих кристаллах обыкновенный луч поглощается на пути примерно в 0,1 мм, так что выходит один луч – необыкновенный (одного направления поляризации – поляризованный свет).
Призма Николя (шотландский ученый 1768-1851) представляет собой
призму из исландского шпата (рис. 34.7), которая разрезается и
склеивается канадским бальзамом,
показатель преломления которого n
= 1, 55, лежит между значениями показателей
преломления
и
для обыкновенного необыкновенного
лучей
>
>
.
Угол падения для
канадский шпат
Рис. 34.7
Призму Николя часто называют николем.
И поляроиды и поляризационные предметы являются поляризаторами – устройствами для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения.
Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора и задерживают колебания, перпендикулярные этой плоскости. Если поляризатор используется для определения характера и степени поляризации, то он называется анализатором.
Закон Малюса.
анализатора (рис. 31.8). Такая волна
проходит через анализатор только
частично. Колебание с амплитудой
можно разложить на два взаимноперпендикулярных
колебания с амплитудами
φ
и
φ.
Первое колебания пройдет через
поляризатор, второе будет задержано.
Отношение интенсивностей прошедшего
I и падающего
света, учитывая, что интенсивность
прямо пропорцио-
нальна квадрату амплитуды напряженности
У
I =
φ
Это соотношение называется законом Малюса: интенсивность прошедшего через анализатор поляризованного света пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостью поляризации падающего света и плоскостью анализатора.
5. Искусственная оптическая анизотропия. Эффект Керра.
Обычные прозрачные тела, не обладающие двойным лучепреломлением, под влиянием внешних воздействий могут становиться двупреломляющими. В частности, при сжатии или растяжении направление деформации играет роль оптической оси. Тело становиться оптически анизотропным. Опыт дает, что разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей пропорциональна напряжению σ в данной точке тела σ, где к – коэффициент, зависящий от свойств вещества. Если поместить некоторое прозрачное тело, например пластинку из оргстекла между скрещенными поляризаторами, то пока тело не деформировано, система света не пропускает. Если же пластину подвергнуть сжатию, то свет начинает проходить и наблюдается картина в виде темных и светлых полос. На этом основывается оптический метод исследования напряжений. Изготавливают модель, подвергают ее нагрузке и по наблюдаемой картине судят о распределении внутренних напряжений, что порой значительно упрощает трудоемкую работу по расчету напряжений в новых конструкциях.
Эффект Керра (шотландский физик, 1824-1904). Между двумя скрещенными поляризаторами Р и Р´ помещают ячейку Керра (сосуд с жидкостью, обычно нитробензолом), в которую введены пластины конденсатора
среда становится анизотропной
(вещество поляризуется). Оптическая
ось - вдоль поля. Проходя через ячейку
– свет эллиптически поляризованным и
частично через второй поляризатор Р´.
Наиболее важной особенностью
эффекта
Керра является его малая инерционность (до с!), что позволяет использовать его для создания быстродействующих оптических затворов. Применяется в быстропротекающих процессах (управление режимом работы лазеров, скоростное фото и киносъемка), оптической локации, оптической телефонии.