- •Ю. Д. Воробьёв квантовая оптика
- •5. Лабораторная работа № 3.9 45
- •6. Лабораторная работа № 3.15 48
- •7. Лабораторная работа № 3.36 58
- •Квантовая оптика.
- •1. Тепловое излучение и его характеристики.
- •2. Абсолютно чёрное тело.
- •3. Закон Кирхгофа.
- •4. Закон Стефана-Больцмана.
- •5. Закон смещения Вина
- •6. Формулы Рэлея-Джинса и Вина
- •Стоячая электромагнитная волна.
- •7. Квантовая гипотеза Планка
- •8. Фотоэффект
- •8.1. Схема для исследования внешнего фотоэффекта
- •8.2. Законы внешнего фотоэффекта
- •8.3. Физический механизм внешнего фотоэлектрического эффекта.
- •Экспериментальная часть
- •1. Лабораторная работа № 3.7
- •Методика эксперимента
- •Задание №1 Определение температуры исследуемого тела
- •Задание №2. Определение постоянной Стефана – Больцмана.
- •Задание №3 Определение постоянной Планка
- •Контрольные вопросы:
- •Теория метода измерений
- •Измерение температуры источника излучения
- •2. Измерение интегрального коэффициента излучения тела
- •Методика эксперимента.
- •Задание к работе
- •Контрольные вопросы
- •4.Закон Кирхгофа.
- •3. Лабораторная работа № 3.8км моделирование фотоэффекта
- •Задание №2 Определение постоянной Планка
- •Контрольные вопросы
- •5. Лабораторная работа № 3.9 проверка закона столетова
- •Экспериментальная часть.
- •Задание №2.
- •Контрольные вопросы
- •6. Лабораторная работа № 3.15 определние постоянной планка
- •Методика измерений
- •Влияние контактной разности потенциалов
- •4. Экспериментальная часть.
- •5. Порядок выполнения работы
- •Задание №1.
- •5.1. Регистрация вольтамперных характеристик фотоэлемента в режиме ускоряющего потенциала.
- •Задание №2. Определение работы выхода катода и красной границы фотоэффекта методом запирающего потенциала. Оценка постоянной Планка.
- •Задание №3. Прямое определение красной границы фотоэффекта.
- •Контрольные вопросы
- •7. Лабораторная работа № 3.36 внешний фотоэффект
- •Методика эксперимента
- •Задание к работе
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1 Пирометр оптический эоп-66
- •1. Назначение
- •4.1. Устройство и принцип работы пирометра
- •4.5. Оптическая схема и конструкция пирометра
- •5. Подготовка пирометра к работе
- •Приложение №2 Модульный учебный комплекс мук-ок «квантовая оптика»
- •Приложение 3 Краткое описание модульного лабораторного учебного комплекса
- •1. Назначение
- •2. Технические данные
- •2.1. Длина волны лазерного излучателя 0,65 мкм.
- •3. Устройство и принцип работы блоков комплекса
- •4. Подготовка комплекса к работе
- •Порядок выключения комплекса
- •690059, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского»
Ю. Д. Воробьёв квантовая оптика
Учебное пособие
Рекомендовано научно-методическим советом
морского государственного университета
в качестве учебного пособия для курсантов и студентов
всех специальностей
Владивосток
2010
УДК 53 (075.8)
Воробьёв, Ю. Д. Квантовая оптика. [Текст] : учеб. пособие / Ю. Д. Воробьёв. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2010. – 72 с.
Учебное пособие написано в соответствии с действующей программой курса физики для инженерно-технических специальностей высших ученых заведений.
Пособие состоит двух частей и раздела включающего несколько приложении. В первой части дано краткое изложение основных эффектов объяснение которых возможно только исходя из корпускулярных представлений о природе света.
Во второй части приведены описания семи лабораторных работ охватывающих основные темы квантовой оптики - по тепловому излучению и фотоэффекту
В раздел приложений включены описания, инструкции по эксплуатации и техники безопасности лабораторных комплексов МУК-О и МУК-ОК, а также оптического пирометра ЭОП-66.
Рецензент
В. Э. Осуховский, д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой физики и ОТД Филиала ВУНЦ ВМФ «ВМА»
© Воробьев Ю. Д., 2010
© Морской государственный университет
им. адм. Г. И. Невельского, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
Квантовая оптика. 6
2. Абсолютно чёрное тело. 7
3. Закон Кирхгофа. 8
6. Формулы Рэлея-Джинса и Вина 11
7. Квантовая гипотеза Планка 15
8. Фотоэффект 18
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.7 31
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 38.2 35
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И 35
ИНТЕГРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕЛА 35
МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ 35
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.8КМ 42
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОЭФФЕКТА 42
5. Лабораторная работа № 3.9 45
ПРОВЕРКА ЗАКОНА СТОЛЕТОВА 45
6. Лабораторная работа № 3.15 48
ОПРЕДЕЛНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА 48
7. Лабораторная работа № 3.36 58
ВНЕШНИЙ ФОТОЭФФЕКТ 58
ЛИТЕРАТУРА 61
Приложение 1 62
Пирометр оптический ЭОП-66 62
Приложение №2 68
Модульный учебный комплекс МУК-ОК 68
«КВАНТОВАЯ ОПТИКА» 68
Приложение 3 69
Краткое описание 69
модульного лабораторного учебного комплекса 69
МУК-О (по оптике) 69
Квантовая оптика.
Квантовая оптика — раздел оптики, занимающийся изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света.
Виды оптических излучений.
Колебания электрических зарядов, входящих в состав вещества, обусловливают электромагнитное излучение, которое сопровождается потерей энергии веществом. При рассеянии и отражении света формирование вторичных световых волн и продолжительность излучения веществом происходит за время, сравнимое с периодом световых колебаний. Если излучение продолжается в течение времени, значительно превышающем период световых колебаний, то возможны два типа излучения: 1) тепловое излучение и 2) люминесценция.
Определение. Люминесценцией называется неравновесное излучение, избыточное при данной температуре над тепловым излучением тела и имеющее длительность, большую периода световых колебаний.