
- •Ответы на вопросы
- •Световые волны и их основные характеристики. Световые лучи. Нормальная и лучевая скорости. Интенсивность света. Корпускулярно – волновой дуализм.
- •Центрированная оптическая система. Главные точки и плоскости. Формула оптической системы.
- •Лупа. Микроскоп, Телескоп.
- •Цуг волн (радиоимпульс). Спектр цуга. Эффективная ширина спектра излучения.
- •Принцип Гюйгенса. Законы отражения и преломления света как следствия принципа Гюйгенса. Атмосферная рефракция.
- •Формулы Френеля.
- •Интерференция световых волн. Когерентные волны. Интегрирующее действие приемников света.
- •Получение когерентных волн. Сходственные (сопряженные) цуги.
- •Интерференционная картина от двух когерентных источников. Оптическая длина пути. Оптическая разность хода. Таутохронизм.
- •11.Временная когерентность. Время и длина когерентности.
- •Пространственная когерентность. Радиус когерентности.
- •Интерференция света при отражении от тонких плоскопараллельных пленок. Полосы равного наклона
- •Интерференция света при отражении от клиновидной пластинки. Полосы равной толщины.
- •Кольца Ньютона
- •Многолучевая интерференция. Эталон Фабри – Перо.
- •17. Интерферометр Майкельсона.
- •Волновые фронты пучков, образующих интерференционную картину
- •18.Применение интерференции в технике.
- •19.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
- •20.Метод зон Френеля. Зонная пластинка (пластинка Соре).
- •21.Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
- •22.Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная расходимость светового пучка.
- •23.Дифракционная решётка.
- •24.Спектральные приборы и их основные характеристики.
- •25.Разрешающая сила объектива оптического прибора.
- •26.Дифракция на двумерных структурах.
- •27.Голография.
- •29. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Бюстера и причины отклонения от него. Понятие об эллипсометрии.
- •31. Построение Гюйгенса для одноосного кристалла.
- •33. Искусственная оптическая анизотропия, обусловленная механическими напряжениями , электрическими и магнитными полями.
- •36.Бугера-Ламберта-Бера закон
- •39. Тепловое излучение. Законы Кирхгофа, Вина и Стефана-Больцмана. Формула Рэлея-Джинса.
- •40. Формула Рэлея-Джинса:
- •41. Формула Планка для теплового излучения.
- •43. Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна.
- •45. Кванты света (фотоны). Опыты Бете. Давление света. Опыты Лебедева.
- •46. Эффект Комптона.
- •47. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома. Боровская теория атома водорода. Постоянная Ридберга.
- •48. Гипотеза де Бройля. Опыт Дэвиссона-Джермера. Вероятностный смысл волн де Бройля.
- •49. Волновая функция частицы. Уравнение Шредингера. Собственные значения энергии и собственные функции.
- •50. Спонтанное излучение. Вынужденное излучение и его свойства.
- •51. Лазеры. Трехуровневая и четырехуровневая схемы получения инверсии заселенности. Свойства лазерного излучения. Применение лазеров.
- •52. Состав и характеристики атомных ядер. Дефект массы и энергия связи ядра.
- •53. Радиоактивность. Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада.
48. Гипотеза де Бройля. Опыт Дэвиссона-Джермера. Вероятностный смысл волн де Бройля.
В 1924 г. Луи де Бройль (L. de Broglie) в своей диссертации “Исследования по теории квантов” предположил, что двойственная корпускулярно – волновая природа присуща не только свету, но и всем материальным частицам. Соотношение
|
|
аналогичное
уравнению (14), где p
= mv –
импульс частицы, определяет длину волны
любой частицы, движущейся со скоростью v.
Волна, длина которой определяется
уравнением (15),
называется волной
де Бройля.
Впервые гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально в опытах по дифракции электронов американскими физиками К. Дэвиссоном (C.Devisson) и Л. Джермером (L. Germer). Схема опыта представлена на рис.2. Параллельный моноэнергетический пучок электронов, получаемый с помощью электронно-лучевой трубки 1, направляется на мишень 2 (монокристалл никеля). Отраженные электроны улавливаются коллектором 3, соединенным с гальванометром. Коллектор можно устанавливать под любым углом относительно падающего луча.
В отличие от механических волн, волна де Бройля не является распространением колебаний в какой-то упругой среде. Волна де Бройля - это математическая модель, описывающая поведение электронов в соответствующих условиях. После долгих дискуссий физики пришли к следующей интерпретации физического смысла волн де Бройля. Поведение микрочастиц носит вероятностный характер, а волна де Бройля - математический инструмент для расчета этой вероятности
49. Волновая функция частицы. Уравнение Шредингера. Собственные значения энергии и собственные функции.
Волнова́я
фу́нкция,
или пси-функция
— комплекснозначная
функция,
используемая в квантовой
механике для
описания чистого
состояния системы.
Является коэффициентом разложения вектора
состояния по
базису (обычно координатному):
где
—
координатный базисный вектор, а
—
волновая функция в координатном
представлении.
Физический смысл волновой функции заключается в том, что согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики плотность вероятностинахождения частицы в данной точке конфигурационного пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значенияволновой функции этого состояния в координатном представлении.
Уравне́ние Шрёдингера — уравнение, описывающее изменение в пространстве (в общем случае, в конфигурационном пространстве) и во времени чистого состояния, задаваемого волновой функцией, в гамильтоновых квантовых системах. Играет в квантовой механике такую же важную роль, как уравнение второго закона Ньютона в классической механике. Установлено Эрвином Шрёдингером в 1926 году.
где x — расстояние, h — постоянная Планка, а m, E и U — соответственно масса, полная энергия и потенциальная энергия частицы.
50. Спонтанное излучение. Вынужденное излучение и его свойства.
Спонтанное излучение или спонтанное испускание — процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения квантовыми системами (атомами, молекулами) при их переходе из возбуждённого состояния в стабильное.
Вы́нужденное излуче́ние , индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) из возбуждённого в стабильное состояние (меньший энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, фазу и поляризацию, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.