Дисперсия света. Области нормальной и аномальной дисперсии света. Классическая электронная теория дисперсии света.

Дисперсия света – это зависимость показателя преломления вещества от частоты световой волны  . Нормальная дисперсия — с уменьшением длины волны показатель преломления увеличивается. Вблизи линий и полос поглощения наоборот (аномальная дисперсия).

Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения света в данной среде. Например, у обычного стекла в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра наблюдается аномальная дисперсия.

n=f(лямбда)

следствие дисперсии - разложение пучка белого света при прохождении его через призму.

из теории максвела следует, что n=sqrt(e*мю)

в теории лоренца дисперсия света рассматривается как результат взаимодействия электромагнитных волн с заряженными частицами, входящих в состав в-ва и соверш вынужденные колебания в переменном электромагнитном поле.

n**2=1+P/(e*E)

Связь дисперсии света с поглощением. Рассеяние света. Закон Бугера. Рэлеевское рассеяние.

Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения, хотя часто под рассеянием понимается только преобразование углового распределения светового потока.

Пусть   и   — частоты падающего и рассеянного света. Тогда

• Если   — упругое рассеяние

• Если   — неупругое рассеяние

•  — стоксово рассеяние

•  — антистоксово рассеяние

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельногомонохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

,

где   — интенсивность входящего пучка,   — толщина слоя вещества, через которое проходит свет,   — показатель поглощения (не путать с безразмерным показателем поглощения  , который связан с   формулой  , где   — длина волны).

Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.

Рэлеевское рассеяние — когерентное рассеяние света без изменения длины волны (называемое также упругим рассеянием) на частицах, неоднородностях или других объектах, когда частота рассеиваемого света существенно меньше собственной частоты рассеивающего объекта или системы. Эквивалентная формулировка: рассеяние света на объектах, размеры которых меньше его длины волны. Названо в честь британского физика лорда Рэлея, установившего зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны в 1871 году^[1]. В широком смысле также применяется при описании рассеяния в волновых процессах различной природы.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Частично поляризованный свет: степень поляризации света. Поляризация света при от­ражении и преломлении. Закон Брюстера.

Поляризация света.

Свет — со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е называетсяестественным.

Свет в котором направления колебаний светового вектора каким либо образом упорядочены, называется

Плоскостью поляризации называется плоскость проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направленияе распостранения этой волны.

Степенью поляризации называется величина

 где I_max I_min — макс. и мин. интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным компонентам вектора Е

Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектрических сред.

если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков то часть его отражается а часть преломляется и распостраняется во второй среде. В отражённом луче преобладают колебания перпендикулярные плоскости падения, в преломлённом - паралельные плоскости падения. Степень поляризации зависит от угла падения лучей и показателя преломления. При tg i_B = n₂₁ отражённый луч является плоскополяризованным.

анизотропность зависимость физических свойств от направления.

Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч распостраняется не испытывая двойного лучепреломления называется оптической осью кристалла. Кристаллы в зависимости от их симметрии бывают одноосные и двуосные. если на крисстал исландского шпата направить пучок света то из крисстала выйдут два пространственно разделённых луча паралельных друг другу и падающему лучу. Вышедшие из крисстала лучи плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях.

Для получения поляризованного света используются призмы и поляроиды. Призмы делятся на два класса: 1) поляризационные призмы — дающие только плоскополяризованный луч, 2) двоякопреломляющие призмы — дающие два поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях луча. Примером поляроида может служить тонкая плёнка из целлулоида, в которую вкраплены кристаллики герапатита. Такая плёнка уже при толщине 0,1 мм полностью поглощает обыкновенные лучи видимой области спектра.

Зако́н Брю́стера — закон оптики, выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. При этом преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, и его поляризация достигает наибольшего значения (но не 100%, поскольку от границы отразится лишь часть света, поляризованного перпендикулярно к плоскости падения, а оставшаяся часть войдёт в состав преломлённого луча). Угол падения, при котором степень поляризации максимальна, называется углом Брюстера^[1]. Легко установить, что при падении под углом Брюстера отражённый и преломлённый лучи взаимно перпендикулярны.

Это явление оптики названо по имени шотландского физика Дэвида Брюстера, открывшего его в 1815 году.

Закон Брюстера записывается в виде: