Оптический анализ напряжений
Распределение напряжений |
Пластмассовая модель |
в пластмассовой модели, |
арочной структуры |
замещающей бедро и |
в условиях нагружения. |
используемой при медицинских |
|
исследованиях. |
|
11
Неполяризо- ванный свет
Поляризация за счет рассеяния
Падение света на какой-либо материал – поглощение света электронами в материале – испускание ими части падающего света.
Молекула
воздуха Рассеяние и частичная поляризация солнечного света как результат взаимодействия света
с электронами молекул газа.
Рассеяние света при вертикальном взгляде в небо (перпендикулярном первоначальному горизонтальному направлению распространения света) через поляризационный материал.
Погашение колебаний зарядов в молекуле воздуха в вертикальном направлении
(подобно отражению от поверхности под углом Брюстера).
Линейная поляризация рассеянного света в направлении, перпендикулярном направлению
распространения исходного света.
12
КВАНТОВАЯ ОПТИКА
13
Тепловое излучение и люминесценция
Испускание э-м волн за счет
внутренней энергии тел
Полость с идеально отражающими стенками
Излучающее тело
Все другие виды излучения, полученные за счет любых других вилов энергии, кроме внутренней (тепловой) энергии
Хемилюминесценция - результат окисления фосфора на воздухе.
Электролюминесценция – результат самостоятельного газового разряда.
Катодолюминесценция – результат бомбардировки твердых тел электронами.
Фотолюминесцения – результат поглощения телами э-м излучения.
Равновесное излучение |
Неравновесные типы излучения |
|
Тепловое излучение
Ватт - единица измерения интенсивности теплового излучения, характеризуемой величиной потока энергии.
Энергетическая светимость тела R – поток энергии, испущенный во всех
возможных направлениях единицей поверхности излучающего тела. Излучение - волны с различными частотами или длинами λ.
|
Испущенный единицей поверхности тела при температуре Т поток энергии с: |
|||||||
|
частотами в интервале d |
длинами волн в интервале dλ |
||||||
|
|
|
dR |
Т |
=r |
d , |
dRλТ =rλТ dλ, |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
Лучеиспускательная способность тела - r Т = f (T, ), rλТ = f (T, λ). |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
d |
- энергетическая светимость тела при температуре T. |
|||
dR |
|
r |
|
|||||
T |
|
T |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- энергетическая светимость тела при температуре T. |
|||
RT |
dR T |
|
r T d |
|||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
15 |
Абсолютно черное тело и серое тело
d - поток энергии излучения с частотой э-м волн в интервале d ,
падающий на элементарную площадку поверхности тела.
d ' - соответствующий поглощенный поток энергии.
|
d ' |
a T f ( ,T ) |
|
a T |
|
- лучепоглощательная способность тела. |
|
|
|||
|
d |
|
|
a T 1 - полное поглощение абсолютно черным телом
всех частот падающего на него излучения.
a T 1 - серое тело.
16
Полость с идеально отражающими стенками
Излучающее тело
Закон Кирхгофа
Установление состояния теплового равновесия тела с полостью,
имеющей температуру стенок T.
Излучение большей энергии телом, поглощающим большую энергию, излучение меньшей энергии телом , поглощающим меньшую энергию.
Любое тело: существование определенной связи
между лучеиспускательной и лучепоглощательной способностями.
17
Закон Кирхгофа
Немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф (1824-1887):
Отношение лучеиспускательной способности к лучепоглощательной способности не зависит от природы тела.
Это отношение – одинаковая универсальная функция частоты (длины волны) и температуры для всех тел:
r T f ( ,T ). a T
18
Закон Кирхгофа
Абсолютно черное тело: по определению
a |
1 |
r T f ( ,T ). |
T |
|
|
Равенство универсальной функции Кирхгофа f( , T)
лучеиспускательной способности абсолютно черного тела.
Отсутствие абсолютно черных тел в Природе!!!
Искусственная конструкция абсолютно черного тела
– почти полностью поглощающая излучение полость с маленьким отверстием.
Близость лучеиспускательной способности такого устройства к f( , T), где T – температура стенок полости.
19
Равновесная плотность энергии излучения
Равновесное состояние:
энергия излучения распределена в объеме полости с определенной плотностью u=u(T).
Спектральное распределение этой энергии du =u( , T)d .
Плотность всей энергии u(T ) u( ,T )d .
0
u(T) - функция только T.
20