- •Вопросы по физике 04.
- •Вопрос №2. А) Интерференция в тонких пленках. Наблюдения в отраженном и проходящем свете. «Просветление» оптики. Кольца Ньютона.
- •Расчёт интерференции от двух источников.
- •Дифракция на решетке.
- •Дифракция на пространственной решетке.
- •Пластинки в четверть и пол- длины волны.
- •Связь дисперсии с поглощением.
- •Опыты Резерфорда.
- •Закон радиоактивного распада
- •Классификация реакций:
- •Вопрос №19. Понятие об элементарных частицах. Частицы и античастицы.
Дифракция на решетке.
Разрешающая способность дифракционной решетки. Согласно критерию Рэлея изображения двух близлежащих спектральных линий с равными интенсивностями разрешимы (разделены для восприятия), если центральный максимум дифракционной картины от одного источника совпадает с первым минимумом от другого. Разр.спос.дифр.реш. пропорц.порядку m спектров и числу N щелй, т.е. при заданном числе щелей увелич-ся при переходе к спектрам высших порядков. R=mN.
Разреш.спос.спектр. прибора: R=/), где () – абсол. знач.миним. разности длин волн двух соседних спектральных линий.
Дисперсия - зависимость показателя преломления n от длины волны или зависимость фазовой скорости v световых волн от частоты : n=f(). . Следствием дисперсии явл.разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму. Дисперсия в-ва показывает как быстро меняется показатель преломления с длиной волны.
Нормальная дисперсия – с уменьшением длины волны показатель преломления увеличивается. Вблизи линий и полос поглощения наоборот (аномальная дисперсия).
Вопрос №3. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Врэггов.
Пространственная решетка – пространственные образования, в кот.элементы структуры подобны по форме, имеют геометрически правильное и периодически повторяющееся расположение, а также постоянные (периоды) решеток, т.е. должные иметь периодичность по трем не лежащим в одной плоскости направлениям (кристаллические тела).
Дифракция на пространственной решетке.
Пучок параллельных монохр.рентгеновских лучей падает под углом скольжения ( угол между направлением падающих лучей и кристаллографической плоскостью) и возбуждает атомы кристалограф.решетки, кот.становятся источниками когер. волн. Максимумы интенсивности наблюд. в тех направлениях, в кот. все отражённые атомными плоскостями волны будут находится в одинак.фазе. Эти направления удовлетв. ф-ле Вульфа-Брэггов: 2dsin=m, т.е. при разности хода между двумя лучами, отраженными от соседних кристалогр.плоскостей, кратной целому числу длин вол, наблюд. дифр.максимум. Эта формула изпольз.при решении двух важных задач: 1)Можно найти межплоскостное расстояние (d), т.е. определить структуру вещ-ва; 2)Можно найти длину волны падающего рентгеновского излучения.
Вопрос №4. Естественный и поляризованный свет. Линейно-поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера. Прохождение света через поляризатор и анализатор. Закон Малюса.
Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е – естественный свет. Свет, в кот. направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены – поляризованный свет. Свет, в кот. вектор Е колеблется только в одном направлении, перпендикулярному лучу, - плоскополяриз.свет (линейно поляриз.).
Плоскость поляризации – пл., проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяриз. волны и направление распространения этой волны.
Степенью поляризации (степень выделения световых волн) называется величина
где Imax Imin – макс. и мин. интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным компонентам вектора Е.
Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектрических сред. Если ест.свет падает на границу раздела двух диэлектриков, то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде. В отражённом луче преобладают колебания перпендикулярные плоскости падения, в преломлённом - параллельные плоскости падения. Степень поляризации зависит от угла падения лучей и показателя преломления. При tgiB = n21 отражённый луч является плоскопол-м, где iB – угол Брюстера). Преломленный луч при угле падения iB поляризуется максимально, но не полностью. Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и преломл.лучи взаимно перпендикулярны.
Естеств.свет можно преобразовать в плоскополяр., используя поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления (турмалин). Пластинка, служащая для анализа степени поляризации света, - анализатор. Если пропустить ест.свет через два поляризатора, плоскости которых образуют угол , то из первого выйдет плоскопол.свет, интенсивность кот-го I0 = 1/2 Iестест., из второго по з-ну Малюса:
I=I0cos2. След-но, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора:
I=1/2Iестестcos2, откуда Imax=1/2Iестест (поляризаторы паралл.) и Imin=0 (они скрещены).
Закон Малюса. I=I0cos2, где угол между оптическими осями кристаллов. (I0 = 1/2 Iестест.)
Вопрос №5. Двойное лучепреломление. Призма Николя. Поляроидные пленки. Поляризация при двойном лучепреломлении. Вращение плоскости поляризации. Практическое применение этого явления. Примеры оптически активных сред.
Двойное лучепреломление – раздваивание каждого падающего на кристаллы светового пучка. Если на кристалл исландского шпата направить пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделённых луча параллельных друг другу и падающему лучу.
Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч распространяется не испытывая двойного лучепреломления называется оптической осью кристалла. Кристаллы в зависимости от их симметрии бывают одноосные и двуосные. Анализ поляризации показывает, что вышедшие из кристалла лучи плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях.
Для получения поляризованного света используются призмы и поляроиды. Призмы делятся на два класса: 1) Поляризационные призмы – дающие только плоскополяр.луч (принцип полного отражения одного из лучей от границы раздела, в то время как другой луч с другим показателем преломления проходит через эту границу). Призма Николя – двойная призма из исландского шпата, склеенную вдоль линии канадским бальзамом с n=1,55. На передней грани призмы ест.луч, паралл.ребру, раздваивается на обыкнов. и необыкн.лучи. 2) Двоякопреломляющие призмы – дающие два поляриз. во взаимно перпендикулярных направлениях луча (используют различие в показателях преломления обыкн. и необыкн.лучей, чтобы развести их возможно дальше друг от друга).
Пример поляроида - тонкая плёнка из целлулоида, в кот. вкраплены кристаллики герапатита (двоякопреломляющее вещ-во с очень сильно выраженным дихроизмом в области видимого свтета). Такая плёнка уже при толщине 0,1 мм полностью поглощает обыкновенные лучи видимой области спектра.