Шкала электромагнитных волн

Радиоволны– образуются при ускоренном движении электронов т.е. переменными токами

Оптическое излучение возникает при переходе электронов в атомах с верхних энергетических уровней на более низкие за счет теплового излучения тел. Для него

К оптическому излучению относятся : инфракрасноевидимое, ультрафиолетовое

Рентгеновское излучение возникает при торможении заряженных частиц в веществе, при переходе электронов в атоме с верхних на самые низкие энергетические уровни. Для него

Гамма излучение , возникает при ядерных реакциях

A-ангстрем

Оптика

В 17в почти одновременно возникают 2 теории света: корпускулярная теория Ньютона и волновая Гюйгенса

По теории Гюйгенса свет представляет собой упругие поперечные волны

Принцип Гюйгенса: каждая точка пространства до которого дошли волны сама является источником вторичных колебаний

По Максвеллу свет представляет собой электромагнитные волны. Планком была создана квантовая теория о природе света: свет – поток квантов – фотонов

Таким образом свету присущ корпускулярно-волновой дуализм – двойственная природа

Явления доказывающие волновую теорию о природе света: интерференция, дифракция, поляризация, дисперсия.

Явления доказывающие квантовую теорию о природе света: фотоэффект, тепловое излучение, эффект Комптона

Интерференция света – эффект наложения колебаний от когерентных источников с образованием в пространстве максимумов и минимумов интенсивности света

Когерентными называются колебания, у которых разность фаз во времени остается величиной постоянной

Интенсивность света пропорционально квадрату амплитуды

Уравнение электромагнитной волны имеет вид E=E₀cos(ωt-kx+ϕ) (1)

Магнитное поле H=H₀cos(ωt-kx+ϕ) (2)

Все действия света обусловлены только колебанием вектора E , поэтому для описания световой волны используем только уравнение (1)

Рассмотрим 2 колебания E₁=E₀₁cos(ωt-kx+ϕ₁)

E₂=E₀₂cos(ωt-kx+ϕ₂)

Сложим их графически

Определим интенсивность результирующего колебания По т.синусов

По формулам приведения

Если источники света когерентны, то

1. Max интенсивности света имеет при условии πk

2. Min интенсивности при условии

Для когерентных источников в пространстве наблюдается чередование минимумов и максимумов интенсивности (интерференция)

Если колебания не когерентны, то разность принимает всевозможные значения, тогда среднее значениеcos=0

Способы получения когерентных источников

Когерентные источники можно получить разделив свет от естественного источника на 2 волны используя преломления или отражения света

В зеркалах Френеля для получения когерентных колебаний используется явление отражения света.2 мнимых источника полученных в результате когерентны

Бипризма Френеля – 2 склееных призмы с иалым преломляющем углом

Условие интерференции от 2 точечных когерентных источников

Рассмотрим 2 когерентных колебания E₁=E₀₁cos(ω(t-l₁/V₁) и E₂=E₀₂cos(ω(t-l₂/V₂), где l₁и l₂ – геометрическая длина пути, пройденного колебанием в каждой среде со скоростью V₁ и V₂ соответственно

В точке B произойдет интерференция

Найдем разность фаз между когерентными колебаниями

n=c/v

это связь разности фаз с разностью хода – разность фаз- разность хода- это разность оптических длин пути (l*n)

Если в разности хода укладывается четное число полуволн то имеем максимум интерференции

Если в разности хода укладывается нечетное число полуволн, то имеем минимум интерференции

Интерференция в тонких пленках (плоскопараллельных пластинках)

Лучи 1 и 2 интерферируют n- показатель преломления d-толщина пленки

Разность хода на плоскопараллельной пластинке

Условие максимума в отраженном свете на плоскопараллельной пластинкеУсловие минимума в отраженном свете на плоскопараллельной пластинке