41. Разрешающая способность и предел разрешения оптических приборов. Понятие о теории Аббе. Полезное увеличение микроскопа

Предел разрешения(z)- наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки различимы. Разрешающая способность– способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей. Обратна пределу разрешения. Обусловлена волновыми свойствами света. Картину, образуемую в фокальной плоскости линзы, называют первичным изображением. Вторичное изображение образуется в плоскости Iпри пересечение вторичных волн. Теория Аббе:для соответствия вторичного изображения предмету необходимо, чтобы из первичного изображения проходили дальше лучи центрального и одного из первых главных максимумов. Реально свет от предмета распространяется к объективу микроскопа в некотором конусе. Угловая апертура–уголu между крайними лучами конического светового пучка. Крайними лучами конического светового пучка будут лучи, соответствующие центральному и первому максимумам. 2сsin(u/2)=λ; z=c( при α=-u/2 β=u/2) z=0,5λ₀/А; А-числовая апертура; λ₀–длина волны света в вакууме. Способы уменьшения предела разрешения: 1. Использование света с меньшей длиной волны.2. Увеличение числовой апертуры.(иммерсия-спец.жидкостьмежду объективом и покровным стеклом). Окуляр не влияет на разрешающую способность.Полезное увеличение: 500А<Г<1000А( Г-увеличение микроскопа) При них глаз различает все элементы структуры объекта, которые разрешимы микроскопом.

42. Поляризация света. Способы получения поляризованного света. Оптическая активность.

Е стественный свет-совокупность волн, излучаемых множеством атомов и молекул источника света. Колебание во всех возможных направлениях. Если направления колебаний светового вектора упорядочены-свет поляризованный. Плоскость колебания занимает постоянное положение – плоскополяризованный свет. Глаз не отличает естественный от поляризованного. Поляризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризатора. П.С. пропускает колебания, параллельные только одной плоскости, полностью задерживает колебания, перпендикулярные этой плоскости. Чтобы определить, является ли свет поляризованным, на пути лучей ставится второй поляризатор(анализатор). Закон Малюса: I=I₀cos²φ, I­₀-интенсивность поляризованного света, φ- угол между плоскостью поляризации и плоскостью анализатора. Оптически активные вещества–при прохождение п.с через них наблюдается вращение плоскости поляризации. α=[α₀]cL; α-угол поворота плоскости поляризации. L-путь луча.[α₀] – удельное вращение. При пропускании п.с через раствор оптически активного веществаплоскости поляризации волн различной длины будут поворачиваться на разные углы. Вращательная дисперсия-явление, при кот., в зависимости от положения анализатра через него проходят лучи разной окраски. Метод, применяемый для качественного и количественного анализа различных в-в с помощью поляриметра, – поляриметрия.

43. Рассеяние света. Виды оптических неоднородностей. Показатель рассеяния. Закон Рэлея

Рассеяние света — явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям. Условие возникновения - оптические неоднородности – области с иным, чем основная среда, показателем преломления. Виды:1) Мелкие инородные частицы в однородном прозрачном веществе. Рассеивание в мутных средах –явление Тиндаля. 2) возникающие из-за статического отклонения молекул от равномерного распределения.(Молекулярное рассеяние) Уменьшение интенсивности света: I=I₀e^-ml(m-показатель рассеивания) Закон Рэлея: при рассеивание в мутной среде на неоднородностях, приблизительно меньших 0,2λ, а так же при молекулярном рассеивании интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны: I~ 1/λ⁴. Если взвешенные частицы велики по сравнению с длиной волны, то рассеяние не соответствует закону (λ²) Методы измерения рассеянного света –нефелометрия, приборы-нефелометры. Комбинативный тип рассеивания- в спектре рассеяния появляются новые линии, частота кот. представляет собой комбинацию частот падающего света и частот колебательных и вращательных переходов рассеивающих молекул.(неупругое соударение квантов с молекулами). С помощью. Метода комб. рассеивания определяют собственные частоты колебаний молекулы.

З акон Рэлея

44. Поглощение света. Закон Бугера. Закон Бугера-Ламберта-Бэра. Натуральный молярный показатель поглощения. Молярный показатель поглощения. Коэффициент пропускания. Оптическая плотность, прозрачность.

Поглощением света называют ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии. Поглощение кванта света происходит при его неупругом столкновении с молекулой (атомом), приводящем к передаче энергии фотона веществу.

Закон поглощения света Бугера:

Закон Бугера-Ламберта-Бера:

Уменьшение интенсивности излучения при

прохождении его через раствор подчиняется закону

Бугера - Ламберта - Бера.

Натуральный молярный показатель поглощения

п араметр s отражает способность молекул поглощать монохроматический свет используемой длины волны.

Физический смысл натурального молярного показателя поглощения — суммарное эффективное сечение поглощения всех молекул одного моля в-ва.

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив при следующих предположениях:

1. используется монохроматический свет;

2. молекулы растворённого в-ва в растворе распределены равномерно;

3. при изменении концентрации характер взаимодействия между растворёнными молекулами не меняется

4. в процессе измерения не происходят химические превращения молекул под действием света;

5. интенсивность падающего света должна быть достаточно низка (чтобы концентрация невозбуждённых молекул практически не уменьшалась в ходе измерения).

Молярный показатель поглощения

Молярный показатель поглощения (Ɛ) представляет собой оптическую плотность одномолярного раствора вещества при толщине слоя 1 см. Это индивидуальная характеристика вещества, он зависит от природы вещества и длины волны и не зависит от концентрации и длины кюветы. (максимально возможное значение составляет ~10⁵ л· см ^-1· моль ^-1).

Коэффициент пропускания - отношение интенсивностей падающего и выходящего потоков света: T=I/I₀

Пропускание выражают в процентах. Для абсолютно прозрачных растворов Т = 100 %, для абсолютно непрозрачных Т= 0.

З акон Бугера-Ламберта-Бера используют для фотометрического определения концентрации окрашенных веществ. Для этого непосредственно измеряют потоки падающего и прошедшего через раствор монохроматического света, однако определённый таким образом коэффициент пропускания Т неудобен, т. к. он из-за вероятностного характера процесса связан с концентрацией нелинейно. Поэтому в количественном анализе обычно определяют оптическую плотность (D) раствора, представляющую десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания:

Оптическая плотность — мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей.

Прозра́чность среды́ — отношение величины потока излучения, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины, к величине потока излучения, вошедшего в эту среду в виде параллельного пучка.

45

45. Тепловое излучение. Абсолютно чёрное тело, серое тело. Характеристики и законы теплового излучения. Спектр излучения чёрного тела.

Тепловое излучение – излучение нагретых тел. Возникает при любых температурах выше 0 К, поэтому испускается всеми телами. В зависимости от температуры тела изменяются интенсивность излучения и спектральный состав, поэтому далеко не всегда тепловое излучение воспринимается глазом как свечение.