Интерференция света
Скорость света в среде
V=c/n,
где с – скорость света в вакууме,
n – абсолютный показатель преломления среды.
Оптическая длина пути световой волны
L = n l,
где l – геометрическая длина пути световой волны в среде с показателем преломления n.
Оптическая разность хода двух световых волн
= L1 – L2=n1l1 – n2l2.
Связь разности фаз световых волн с оптической разностью хода
= (2/) .
Оптическая разность хода световых волн, отраженных от верхней и нижней поверхностей тонкой плоскопараллельной пленки, находящейся в воздухе
,
где d – толщина пленки, i – угол падения.
Условие интерференционных максимумов
= k или = 2k (/2), (k = 0,1,2,...).
Условие интерференционных минимумов
= ( 2k + 1)( /2 ), (k = 0,1,2,...).
2. Дифракция света Основные формулы:
Дифракция на одной щели.
При нормальном падении лучей на щель шириной a
условие дифракционных максимумов
a sin = (2k+1) /2 , (k=1, 2, 3 ...)
условие дифракционных минимумов
a sin = k , (k=1, 2, 3 ...)
Дифракция на плоской дифракционной решетке.
При нормальном падении лучей на решетку с периодом d
условие главных дифракционных максимумов
d sin = k , (k=1, 2, 3 ...)
условие добавочных минимумов
d sin = k /N ,
где N – число щелей (штрихов решетки), k = 1, 2, 3 ... , кроме значений k = N, 2N, 3N ...
Разрешающая способность дифракционной решетки
R = /( ) = kN,
где – наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий ( и + ), при которой эти линии могут быть видны раздельно.
Угловая дисперсия дифракционной решетки
D = d / d = k / (d cos ).
Линейная дисперсия дифракционной решетки
.
Для малых углов дифракции Dl FD ,
где F – фокусное расстояние линзы, собирающей на экране дифракционную картину.
3. Поляризация света
Закон Брюстера tg о = n21,
где о – угол падения, при котором отраженные световые волны полностью поляризованы; n21 – относительный показатель преломления.
Закон Малюса J = Jo cos2 ,
где J – интенсивность света, прошедшего систему поляризатор–анализатор; Jo–интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; – угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора.
Степень поляризации света
,
где Jmax и Jmin – максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором.
Угол поворота плоскости поляризации оптически активными веществами равен:
а) в твердых телах = d,
где – постоянная вращения, d – толщина слоя оптически активного вещества;
б) чистых жидкостях = [] d,
где [] – удельное вращение, – плотность жидкости;
в) в растворах = []с d,
где с – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.
4. Тепловое излучение
Закон Стефана-Больцмана
Rэ = T4 ,
где Rэ – энергетическая светимость черного тела (энергия, излучаемая с единицы поверхности тела, в единицу времени, во всем спектральном интервале излучения); T – абсолютная температура тела; – постоянная Стефана-Больцмана ( = 5,67.10–8 Вт/(м2 . К4) ).
Закон смещения Вина max = b΄/ T΄ ,
где max – длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности тела; b΄ – постоянная Вина (b΄ = 2,9·10-3 м·К ).
Второй закон Вина ( r, T) max = b΄΄ T5 ,
где (r, T)max – максимальная излучательная способность (максимальная спектральная плотность энергетической светимости); b΄΄– вторая постоянная Вина (b΄΄=1,3 . 10–5 Вт/ (м3 . К5)).
Излучательная способность тела – это энергия, излучаемая нагретым телом в единицу времени, с единицы поверхности нагретого тела в узком спектральном интервале от до ( + ).
Связь
между энергетической светимостью и
излучательной способностью тела
.
Закон
Кирхгофа
где
– излучательная способность тела;
– излучательная способность абсолютно
черного тела;
– поглощательная способность тела.
Поглощательная способность тела – отношение энергии, поглощенной телом к энергии, падающей на тело, причем и та, и другая энергии берутся в единицу времени и приходятся на единицу поверхности нагретого тела.
Энергетическая светимость серого тела
Rэ = аT T4,
где аT – поглощательная способность серого тела.