Мощность дипольного излучения:

P = 1 2p¨2 .

4πε0 3c3

Свойства световой волны

Абсолютный показатель преломления среды n равен отношению скорости света в вакууме c к скорости света в среде V (фазовой скорости световой волны):

n = c ;

√ V √ n = εμ ≈ ε ,

(в прозрачных средах μ ≈ 1).

Световой вектор — вектор напряженности электрического поля световой волны E.

Соотношение между амплитудами электрической Em и магнитной Hm составляющих световой волны:

Световой луч — линия в пространстве, вдоль которой осуществляется перенос энергии волной.

Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом.

Плоскополяризованный или линейно поляризованный свет: колебания светового вектора происходят в одной плоскости, проходящей через луч.

Естественный свет: колебания светового вектора происходят во всевозможных направлениях, перпендикулярных к лучу, быстро и беспорядочно сменяя друг друга.

Поляризованный по кругу свет: конец вектора E описывает окружность.

Эллиптически поляризованный свет: конец вектора E описывает эллипс.

Волновой цуг — электромагнитная волна, испускаемая атомом за один акт излучения. Длительность цуга τ 10−8 с, протяженность l = = cτ 3 м.

Законы отражения и преломления света. В плоскости падения

лежат падающий луч и нормаль к поверхности раздела двух сред, восстановленная в точке падения. Угол падения — угол между падающим лучом и нормалью; угол отражения — угол между отраженным лучом

инормалью; угол преломления — угол между преломленным лучом

инормалью. Падающий, отраженный и преломленный лучи лежат в

плоскости падения.

Угол падения θ1равен углу отражения θ1:

θ1 = θ1.

Угол падения θ1 и угол преломления θ2 связаны соотношением: n1 sin θ1 = n2 sin θ2,

где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления сред.

Предельный угол θпред — такой угол падения, для которого угол

преломления равен 90 ◦:

sin θпред = n2 . n1

Формулы Френеля устанавливают соотношения между E, E , E — амплитудами световых векторов падающей, отраженной и преломленной волн. Если вектор E падающей волны лежит в плоскости падения, то формулы имеют вид

Если вектор E падающей волны перпендикулярен плоскости падения, то формулы имеют вид

E = −E sin(θ1 − θ2) , sin(θ1 + θ2)

E = E 2 sin θ2 cos θ1 ; sin(θ1 + θ2)

здесь θ1 — угол падения, θ2 — угол преломления.

Как следует из формул Френеля, при отражении света под малыми углами от оптически более плотной среды фаза отраженной волны скачком меняется на величину π.

Угол Брюстера — такой угол падения луча, для которого выполня- ется соотношение: tg θБр = n2 ,

n1

где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления сред; при падении света на границу раздела двух сред под углом Брюстера угол между отраженным и преломленным лучами равен 90◦.

Закон Брюстера. Если естественная световая волна падает на поверхность раздела двух сред под углом Брюстера, то отраженная волна является плоскополяризованной: направление колебаний светового вектора в отраженной волне перпендикулярно плоскости падения.

236 Приложения

Увеличение микроскопа

где D0 — расстояние наилучшего зрения, — расстояние между объективом и окуляром, fоб, fок — фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно.

Увеличение зрительной трубы

Γ= fоб , fок

где fоб, fок — фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно.

Фотометрия

Функция распределения потока энергии светового излучения по

длинам волн:

ϕ(λ) = ddλΦэ ,

Φэ — поток энергии светового излучения, dΦэ — поток энергии, приходящийся на бесконечно малый интервал длин волн dλ.

Функция относительной спектральной чувствительности глаза

V (λ) — зависимость зрительного ощущения глаза от длины волны излучения при неизменном потоке энергии, попадающем в глаз; по определению V (λ) = 1 при λ = 555 нм, что соответствует максимальной чувствительности глаза.

Световой поток — поток энергии световой волны, оцениваемый по зрительному ощущению:

∞

Φ = V (λ)ϕ(λ)dλ;

0

единица светового потока люмен (лм).

Сила света — световой поток, испускаемый точечным источником в единичный телесный угол:

I = ddΦΩ ,

где dΦ — световой поток, испускаемый в элементарный телесный угол dΩ; единица силы света кандела (кд).

Освещенность — световой поток, приходящийся на единицу площади освещаемой поверхности:

E = dΦdSпад ,