Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
257
Добавлен:
17.04.2013
Размер:
183.81 Кб
Скачать

Занятие 13.

5.215

Свободный электрон находится в поле монохроматической световой волны. Интенсивность света , его частота . Найти:

А) амплитуду колебаний электрона и амплитуду его скорости;

Б) отношение , где и - амплитудные значения сил, действующих на электрон со стороны магнитной и электрической составляющих поля световой волны; показать также, что это соотношение равно , где -амплитуда скорости электрона, - скорость света.

Указание: В уравнении движения электрона можно не учитывать действие магнитной составляющей поля (как будет видно из расчета, оно пренебрежимо мало). В уравнении движения электрона можно не учитывать действие магнитной составляющей поля(составляющих поля свет00000000000000000

Решение:

А) Электрон совершает движение за счет электрической силы со стороны поля световой волны, тогда из второго закона Ньютона , где .

Тогда для малого промежутка времени получаем: .

Для получения выражения для радиус-вектора электрона проинтегрируем это равенство:

Выразим через интенсивность:

, где - вектор Пойнтинга.

Из равенства , учитывая, что в нашем случае , следует, что . Тогда для интенсивности окончательно получаем, что .

Зная, что , получаем .

Наконец подставим для получения окончательного ответа

и

5.216

Электромагнитная волна с частотой распространяется в разреженной плазме. Концентрация свободных электронов в плазме равна . Пренебрегая взаимодействием волны с ионами плазмы, найти зависимость:

А) диэлектрической проницаемости плазмы от частоты;

Б) фазовой скорости от длины волны в плазме.

Решение:

А) Поскольку плазма разреженная, то электроны свободны и на них не действует квазиупругая возвращающая сила , тогда согласно элементарной теории дисперсии из получаем

Б) Как известно , также .

Элементарными преобразованиями получаем , где

5.217

Найти концентрацию свободных электронов ионосферы, если для радиоволн с частотой ее показатель преломления .

Решение:

По аналогии с предыдущей задачей, так как все электроны свободные, то . Таким образом , откуда легко получить, что

5.218

Имея в виду, что для достаточно жестких рентгеновских лучей электроны вещества можно считать свободными, определить, на сколько отличается от единицы показатель преломления графита для рентгеновских лучей с длиной волны в вакууме .

Решение:

Поскольку электроны свободные, то опять же получаем, что .

Нам надо сравнить показатель преломления с единицей, тогда ,

Из-за малости второго слагаемого под корнем можно упростить,

5.231

Монохроматический пучок света падает нормально на поверхность плоскопараллельной пластины толщины . Показатель поглощения вещества пластины линейно изменяется вдоль нормали к ее поверхности от значения до . Коэффициент отражения от каждой пластины равен . Пренебрегая вторичными отражениями, определить коэффициент пропускания пластины.

Решение:

Разделим пластину на тонкие слои, в пределах которых показатель поглощения можно считать постоянным. Рассмотрим один из таких слоев от до .

Убыль интенсивности в этом слое , где , так как показатель поглощения линейно изменяется от до .

Тогда мы можем проинтегрировать по всей толщине пластины

Так как коэффициент отражения равен , но вторичными отражениями нужно пренебречь, то внутрь пластины пройдет волна с интенсивностью и потери на отражении будут только при выходе волны из пластины.

Тогда интегрируя получаем ,что

Учитывая, что при выходе мы теряем на отражении получаем, что

5.235

Во сколько раз уменьшится интенсивность узкого пучка рентгеновского излучения с длиной волны при прохождении свинцовой пластинки толщины , если массовый показатель ослабления для данной длины волны ?

Решение:

Воспользуемся результатом предыдущей задачи, учтя, что в данном случае показатель ослабления не меняется с толщиной ( , где -это плотность свинца) и потерь при отражении нет (), тогда получим, что

Соседние файлы в папке 11