30 Модель атома по Томпсону и Резерфорду

_____Модель Томпсона (“пудинг с изюмом”):___

Атом - непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиусом ~10^-10 м, внутри которого

около своих положений равновесия колеблются электроны. Сумма зарядов электронов = заряду шара. Позже была опровержена эта модель.

Сила, дейсв. на заряд:

(квазиупругая сила)

Каждая сила рассм. как гармонический асциллятор:

_______Модель Резерфорда:______

Используя облучение углерода -частицами оказалось, что некоторые (10%) из них отклоняются на ~180⁰ => им мешают атомы (т.к. электроны не могу отклонить -частицы)

ОТСЮДА:

в центре атома - ЯДРО, (+ - зарженное, сосредоточена ВСЯ масса атома)

заряд ядра = числе электронов в данном атоме (вцелом атом -нейтрален)

электроны - на круговых орбитах с центром в ядре.

Эти модели не объясняли:

((( испускание света

((( линейчатый спектр

((( модель Резерфорда неустойчива (атом может “упасть” в ядро)

15 Естественный и поляризованный свет. Закон малюса. Закон блюстера

Поляризация определяется тем, как направлен, например, вектор электрического поля в плоскости, перпендикулярной к напр. распространения волны.

Вектор перпендикулярен напр. распространения волны, но это направление может тем или иным способом изменяться. Свет называют ПОЛЯРИЗОВАННЫМ, если наблюдается некоторая регулярность такого изменения.

В естественном свете это направление изменяется случайным образом. Такой свет называют НЕПОЛЯРИЗОВАННЫМ.

Имеются приборы, которые пропускают только свет с определенным направлением вектора (в зависимости от назначения их называют поляризаторами или анализаторами). Если свет неполяризован, то при повороте анализатора вокруг горизонтальной оси интенсивность света, воспринимаемого фотоприемником, не изменяется: амплитуда колебаний электрического вектора остается неизменной.

выделяют частично поляризованный свет. В этом случае направление вектора электрического поля также изменяется хаотически, но имеется некоторое направление, при котором в среднем амплитуда колебаний больше. Для такого случая вводится понятие степени поляризации: вращая анализатор, определяют значения максимальной и минимальной интенсивности, воспринимаемой фотоприемником. Степень поляризации определяется выражением:

.

Частично поляризованным может быть смесь неполяризованного и линейно поляризованного света.

Если неполяризованный свет проходит через поляризатор, он становится линейно или плоско поляризованным светом. В этом случае колебания вектора происходят в некоторой плоскости, проходящей через направление распространения световой волны, которая и называется плоскостью поляризации. При этом, очевидно, I_min=0 и степень поляризации равна единице.

закон Малюса. Пусть колебания электрического вектора происходят в вертикальной плоскости и амплитуда колебаний равна E₀. Если ось анализатора повернута не угол  по отношению к направлению поляризации, к фотоприемнику пройдет свет с амплитудой

.

Поскольку интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, мы получаем ЗАКОН МАЛЮСА

.

Свет с амплитудой E_ задерживается анализатором.

если на гр. двух диэлектриков падает луч света под углом i, то отраженный и преломленный лучи оказываются поляризованными. В отраженном луче преобл. колебания вектора E, перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном - | | -е плоскости отражения.

степень поляризации отраженного и преломл. света зависит от угла падения и при определенном его значении i_Б отраженный луч полностью поляризаван, а преломленный частично, но с max степенью поляризации. Этот угол получил название УГЛА ПОЛНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ. Величина угла полной поляризации завасит от относительного показателя преломления n и определяется, как установил Блюстер

ЗАКОН БЛЮСТЕРА:

где n₂₁ - относит. показатель преломления второй среды по отн. к первой;

i_Б - угол падения (угол Блюстера)

отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны

ФИЗ.СУТЬ.: падающ. свет. волна действует на эл-ны диэлектрика, заставляя их совершать вынужд. колебания с частотой, равной частоте света, они изл. вторичн. эл. магн. волны, складываясь первичн. и вторичн. волны образуют преломленныю. Вне диэлескрика вторичн. волны, складываясь друг с другом и интерферируя, создают отраженную волну.

16. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ

При наличии двух разных показателях преломления как правило возникает двойное лучепреломление. Рассмотрим сначала простой случай, когда оптическая ось кристалла направлена перпендикулярно плоскости падения луча.

Естественный неполяризованный свет при входе в кристалл разделяется на лучи обыкновенный и необыкновенный. У них разные показатели преломления, поэтому различны и углы преломления. Естественно, преломленные лучи оказываются уже поляризованными: у обыкновенного луча плоскость поляризации совпадает с плоскостью рисунка -направление поляризации перпендикулярно оси кристалла.

Рассмотрим теперь более сложный случай, когда оптическая ось кристалла направлена под некоторым углом к поверхности. Тогда луч с направлением поляризации, перпендикулярном плоскости чертежа, будет обыкновенным. Сечения его лучевых поверхностей будет окружностями, и он пройдет в кристалл без преломления (на рисунке справа).

Для лучей, показанных слева, сечения лучевых поверхностей будут эллипсами. Направление распространения света будет от центров этих эллипсов к точкам касательной к их огибающей. Таким образом, даже при нормальном падении на поверхность кристалла эти лучи будут преломляться!

17. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА

Поляризованный свет получают с помощью специальных поляроидов.

Поляроиды построены на 2-х физических явлениях

1. двойное луче преломление

2. закон Брюстера

Простейший поляроид - это целлулоидная пленка, на которую строго ориентированно нанесены кристаллы геропатида. Данные кристаллы обладают свойством - дихроизм.

1. Двойное луче преломление.

Поглощение кристаллом лучей обыкновенных и необыкновенных неодинаково. Один из лучей поглощается полностью. В результате выходит один плоско поляризованный луч.

Искусственный дихроизм.

Один из лучей поглощается.

Николь: (CaCO₃) n_o>n_k>n_e

Склейка кристаллов производится канадским бальзамом. О луч полностью отражается и затемняется.

Использование закона Брюстера (отраженный луч поляризуется).

Стопа Столетова.

Стеклянные пластины порядка 3 мм каждая поляризация 8% и => 12*8=96% поляризации

18 ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА.

Если в результате двойного лучепреломления получить два луча О и L из естественного света, то они интерферировать не могут, т.к. в естественном свете каждое колебание светового вектора связано с излучением отдельного атома, которое происходит спонтанно. Но если из линейной поляризации света получить O и L, то они могут интерферировать, если падающий линейно поляризованный свет направлен на кристалл с двойным луче преломлением и оптическая ось || направлению.

Но т.к. колебания в перпендик. плоскости, то результирующее колебание получается эллиптическим. Если считать, что в момент падения света разность фаз равна 0, то после прохождения d.

l=с/n

для l_о=u_о/n = с/n_оn

l_e=u_e/n = с/n_en

d=2pD/l=2pL(n_о- n_e)/l

Если d=±2kp, то мы получаем эллиптически поляризованный свет.

Если k=2,4,…., то плоско колеблющийся световой вектор совпадает по направлению с плоскостью колебаний падающего света.

Если k=p/2, то L=l/4(n_о- n_e) пластинка четвертью длины волны позволяет отличить естественный свет от поляризованного по кругу или частично поляризованный от поляризованного по эллипсу.

Если свет поляризован по кругу, то пластина ничего не меняет.

Если свет поляризован по эллипсу, то выходит линейно поляризованный.

С=l/2(n_о- n_e) d=p

Но данные условия справедливы только для данной l.

Рассмотрим те же колебания, только сведем к первой плоскости.

Поляризатор ^ анализатору (Николь)

Ai - амплитуда i-го цуга (поток квантов света в виде поезда) или просто А. Р(плоскость поляризатора). Если спроецировать эти вектора на прямую перпендик-ую к Р (плоскость анализатора), то будем иметь: А2е=Acos(a)sin(a);A2o=Asin(a)cos(a); А2е= A2o при некоторых условиях А может полностью погасить колебания.

Разность фаз d^*=d+p=2pL(n_о- n_e)/l + p; если d^*=2kp - усиление; d^*=(2k+1)p - ослабление.