
- •1. Фізичні основи класичної механіки Основні формули Елементи кінематики
- •Елементи динаміки
- •Приклади розв’язання задач.
- •Тема № 2. Молекулярна фізика та термодинаміка. Основні формули
- •Окремі випадки розподілу Гіббса:
- •Приклади розв’язання задач Приклад 1. Знайти густину кисню при нормальних умовах.
- •Тема №3 електростатика. Електричний струм. Основні формули
- •Приклади розв’язання задач.
- •Тема № 4 електромагнетизм Основні формули
- •Коливання та хвилі Основні формули
- •Приклади розв’язання задач
- •Тема №5
- •Основні формули
- •Фотометрія
- •Геометрична оптика
- •Хвильова оптика
- •Елементи релятивістської динаміки
- •Квантова теорія випромінювання. Фотони.
- •Приклади розв’язання задач
Хвильова оптика
Інтерференція світла.
Оптична довжина шляху світлової хвилі
,
(5.23)
де l – геометрична довжина шляху світлової хвилі в середовищі з показником заломлення n.
Оптична різниця ходу двох світлових хвиль
.
(5.24)
Зв’язок між різницею фаз і оптичною різницею ходу
,
(5.25)
де λ – довжина світлової хвилі.
У
разі відбивання світла від оптично
більш густого середовища фаза коливання
змінюється стрибкоподібно на π, відповідна
зміна оптичної різниці ходу складає
.
Умови інтерференційних максимумів
(m=0,
1, 2,...) (5.26)
і мінімумів
(m=0,
1, 2,...) (5.27)
Відстань
між
двома інтерференційними смугами на
екрані, паралельному двом когерентним
джерелам світла
,
(5.28)
де
L
– відстань від екрану до джерел світла,
які знаходяться на відстані
d
один від одного (при цьому
.
Оптична різниця ходу світлових хвиль, відбитих від тонкої пластинки (плівки), яка розташована в повітрі
,
(5.29)
або
,
(5.29а)
де d – товщина пластинки, n – її показник заломлення, і – кут падіння, r – кут заломлення світла в пластинці.
Радіуси
світлих
і
темних
кілець
Ньютона у відбитому світлі
(m=1,
2, 3,…); (5.30)
(m=1,
2, 3,…), (5.31)
де m – номер кільця, R – радіус кривизни лінзи, λ – довжина світлової хвилі у речовині прошарку.
При спостереженні кілець у світлі, що пройшло через систему положення світлих і темних кілець протилежне їх положенню у відбитому світлі.
Дифракція світла.
При дифракції Фраунгофера (дифракції у паралельних промінях) на щілині у разі нормального падіння світла:
умова максимумів інтенсивності світла
(m
= 1, 2, 3,...), (5.32)
де а – ширина щілини, φ – кут дифракції.
Умова мінімумів інтенсивності світла
(m
= 1, 2, 3,...). (5.33)
При дифракції Фраунгофера на дифракційних ґратках у разі нормального падіння світла:
положення головних максимумів інтенсивності
(m
= 0, 1, 2, 3,...), (5.34)
де d – період ґратки, m – порядок головного максимуму.
Положення головних мінімумів інтенсивності
(m
= 1, 2, 3,...), (5.35)
де а – ширина щілини.
Кількість головних максимумів у разі нормального падіння світла
(5.36)
де
функція
дорівнює цілій частині числа
.
Кутова та лінійна дисперсія дифракційних ґраток відповідно
(5.37)
,
(5.38)
де
- кутова відстань;
-
лінійна відстань між спектральними
лініями, які відрізняються довжиною
хвилі на
;F
– фокусна відстані лінзи, що проектує
спектр на екран.
Роздільна здатність дифракційної ґратки
,
(5.39)
де λ, λ+dλ – довжини хвиль двох спектральних ліній, що розрізняються.
Формула Вульфа – Бреггів для дифракції рентгенівських променів на кристалах
,
(5.40)
де θ – кут ковзання променів, що падають на кристал; d – віддаль між атомними площинами кристалів.
Поляризація світла.
Площина
поляризації – це площина, в якій
відбуваються коливання світлового
вектора
.
Закон
Брюстера
,
(5.41)
де
– кут падіння, за якого відбита світлова
хвиля є максимально поляризованою;
,
–
показники заломлення середовищ на межі
поділу.
Закон
Малюса
,
(5.42)
де І, І0 – інтенсивності відповідно плоскополяризованого світла, що пройшло через поляризатор, і падаючого плоскополяризованого світла; φ – кут між площинами поляризації падаючого світла і пропускання поляризатора.
Кут φ повороту площини поляризації оптично активними речовинами:
а)
у твердих тілах
,
(5.43)
де α – стала обертання; l – довжина шляху, який пройшло світло в оптично активній речовині;
б)
у розчинах
,
(5.44)
де
–
питоме обертання; с – концентрація
оптично активної речовини у розчині.