53. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэгга.

Пространственная решетка – это кристаллическая структура, св-ва которой периодически повторяются по трем пространственным направлениям.

М. Лауэ предложил наблюдать дифракцию на кристаллах. Простой расчет дифракционной картины был предложен Вульфом и Брэггом.

λ=const

Разность хода лучей I и II :

Δl=AB+BC=2dsinθ

2dsinθ=±kλ, max, k= 0,1,2,3…– формула Вульфа-Брэгга

Присутствие 3, 4… слоев только усиливает максимум.

θ – угол скольжения

Формула В-Б позволяет решать 2 основные задачи:

1) в рентгеноструктурном анализе. По известной длине волны измеряют θ и определяют порядок k и тогда находят расстояние d, т.е. структуру кристаллов.

2) в рентгеноспектроскопии: по известной структуре кристаллов (d) определяют из опыта θ и пор. k и тогда находят λ.

54. Излучение Вавилова-Черенкова.

Заряженная частица (электрон), движущаяся в твердой или жид. среде с постоянной скоростью, большей чем фазовая скорость в данной среде, излучает энергию.

Это излучение имеет голубую окраску и направлено вдоль образующих конуса.

Излучение В-Ч обусловлено явлением интерференции.

Электрон при движении в среде с постоянной скоростью (с>υ>с/n) возбуждает атомы и молекулы среды, которые излучают когерентные волны и при некотором условии возникает излучение.

В точке наблюдения Р волны из А и В могут прийти одновременно. Расстояние АВ электрон пройдет за время :

(1)

В точку Р волны придут в моменты времени:

, (2)

(3)

AP-BP≈AC=ABcosθ (4)

(3) c учетом (4) :

(5)

В точке Р будет усиление света, если Δt=0

- условие возникновения излучения В-Ч

Излучение В-Ч широко применяется при конструировании счетчиков элементарных частиц.

55. Дисперсия света в области нормальной и аномальной дисперсии.

Дисперсия – это совокупность явлений, обусловленная зависимостью показателя преломления n от длины волны λ или от частоты ν (n=n(λ), n=n(ν)).

Дисперсией обусловлено разложение белого света в спектр при прохождении через призму.

Дисперсия нормальная, если с ростом λ показатель убывает.

Нормальная: dn/dλ<0, dn/dν>0

Аномальная: dn/dλ>0, dn/dν<0

Аном. дисперсия наблюдается в областях сильного поглощения света.

Для изучения дисперсии применяется метод скрещивающихся призм.

Полное объяснение дисперсии возможно только в квантовой механике.

В электронной теории для объяснения дисперсии рассматриваются силы прохождения:

1) обобщенная сила Лоренца:

2) сила наподобие силы Гука (обусловлена колебаниями электрона в атоме)

, k=mω²

3) сила наподобие силы трения:

Уравнение движения электрона:

56.Поглащение и рассеивание света

Поглащение-явл.потери энергии световой волны при прохождении света ч/з в-во,при этом энергия волны переходит во внутр.энергию в-ва, или энергию вторичного излучения других направлений и спектрального состава. при этом интенсивность убывает.

Интенсивность(I)-средняя по времени энергия, переносимая волной в единицу времени ч/з единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны.

I=W/St

Поглащение света описывается законом Бугера

Из опыта след.,что уменьшение интенсчивности света dI прямопропорц. I самого света и прямопропорц. пути dx ,проходимому светом

dx=-kIdx

k-коэф. пропорц-ти,поглащения

минус показ.,чтоинтенсивность убывает.

I=I₀

Интенсивность при прохождении ч/з среду убывает по экспоненте

К зависит от рода в-ва и λ ;kx=1; I=I₀/e ; к=1/x

Коэф.поглащения-величина,обратная толщине слоя после прохождения которого I уменьшается в е раз.

рассеивание света

Явл.изменения направления распростр.света,сопроводающиеся свечение рассеивающего в-ва.

При рассеивании крупными частицами свет отражается по з-нам геометрич.оптики.

Если размеры рассеивающей частицы сравнимы с λ,то наблюдается дифракц.рассеивание.оно происх.в мутных средах.

Молекуляроне рассеивание-в чистых средах за счёт флюктуации,плотности,концентрации,анизитропии.

З-н Релейя:интенсивность рассивающего света обратно пропорц.4 степени λ.объясняет голубой цвет неба.