Оптика и строение атома.
Законы геометрической оптики. Показатель преломления. Полное отражение. Линзы. Формула тонкой линзы.
Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Поглощение света. Закон Бугера-Ламбера.
Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества отчастоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).
|
Нормальная и аномальная дисперсия |
|
|
| |
|
Итак, дисперсия
света –
это зависимость показателя преломления
вещества от частоты световой волны
соответствуют нормальной дисперсии света (с ростом частоты ν показатель преломления n увеличивается). Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света. Например, обычное стекло прозрачно для видимого света, и в этой области частот наблюдается нормальная дисперсия света в стекле. На основе явления нормальной дисперсии основано «разложение» света стеклянной призмой монохроматоров. Дисперсия называется аномальной, если
т.е. с ростом частоты ν показатель преломления n уменьшается. 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. Зависимости n от ν и λ показаны на рис. 10.4 и 10.5.
В зависимости от характера
дисперсии групповая
скорость u в
веществе может быть как больше, так и
меньше фазовой
скорости υ
(в недиспергирующей среде
Групповая скорость u связана
с циклической частотой ω и волновым
числом k соотношением:
Таким образом, при
нормальной дисперсии u <
υ и
При аномальной
дисперсии u >
υ, и, в частности, если
| ||||||||||||||||
.
Эта зависимость не линейная и не
монотонная. Области значения ν, в
которых
(или
)
(или
),
).
,
где 
,
.
Тогда
.
Отсюда можно записать:
.
.
,
то u >
c. Этот результат
не противоречит специальной теории
относительности. Понятие групповой
скорости правильно описывает
распространение только такого сигнала
(волнового пакета), форма которого не
изменяется при перемещении сигнала
в среде. (Строго говоря, это условие
выполняется только для вакуума, т.е.
в недиспергирующей среде). В области
частот, соответствующих аномальной
дисперсии, групповая скорость не
совпадает со скоростью сигнала, так
как вследствие значительной дисперсии
форма сигнала так быстро изменяется,
что не имеет смысла говорить о групповой
скорости.Поглощением (абсорбцией) света называется явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе вследствие преобразования энергии волны в другие виды энергии.
Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического 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.
Предмет волновой оптики. Интерференция световых волн. Когерентные волны. Интерференционные максимумы и минимумы.
Оптика – это учение о физических явлениях, связанных с распространением коротких электромагнитных волн, длина которых составляет приблизительно 10-5– 10-7м.
Излучение электромагнитных волн происходит при ускоренном движении электрических зарядов.
Интерференция в тонких пленках.
Дифракция световых волн. Принцип Гюйгенса. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.
Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели. Дифракционная решетка и ее характеристики.