
- •Глава 3. Оптика
- •3.1. Основные законы геометрической оптики
- •Глава 3. Оптика
- •3.2. Зеркала
- •Глава 3. Оптика
- •3.3. Тонкие линзы
- •Глава 3. Оптика
- •3.4. Глаз как оптический инструмент
- •Глава 3. Оптика
- •3.5. Оптические приборы для визуальных наблюдений
- •Глава 3. Оптика
- •3.6. Развитие представлений о природе света
- •Глава 3. Оптика
- •3.7. Интерференция световых волн
- •Глава 3. Оптика
- •3.8. Дифракция света
- •Глава 3. Оптика
- •3.9. Дифракционный предел разрешения оптических инструментов
- •Глава 3. Оптика
- •3.10. Спектральные приборы. Дифракционная решетка
- •Глава 3. Оптика
- •3.11. Поляризация света
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.1. Постулаты сто
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.2. Относительность промежутков времени
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.3. Относительность расстояний
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.4. Преобразования Лоренца
- •Глава 4. Основы специальной теории относительности
- •4.5. Элементы релятивисткой динамики
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.1. Тепловое излучение тел
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.2. Фотоэффект. Фотоны
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.3. Эффект Комптона *)
- •Глава 5. Квантовая физика
- •5.4. Волновые свойства микрочастиц. Дифракция электронов
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.1. Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.2. Квантовые постулаты Бора
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.3. Атом водорода. Линейчатые спектры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.4. Лазеры
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.5. Состав атомных ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.6. Энергия связи ядер
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.7. Радиоактивность
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.8. Ядерные реакции
- •Глава 6. Физика атома и атомного ядра
- •6.9. Элементарные частицы
- •Тема 1. Световые волны в прозрачной изотропной среде.
- •Тема 2. Поляризация света.
- •Тема 3. Излучение и поглощение света.
- •Тема 4. Отражение и преломление света.
- •Тема 5. Кристаллооптика.
- •Тема 6. Геометрическая оптика.
- •Тема 7. Спектр света.
- •Тема 8. Интерференция.
- •Тема 9. Дифракция.
- •Тема 10. Дифракционная решетка.
- •Тема 11. Голография.
- •Тема 12. Дифракционный предел разрешения.
- •Тема 13. Взаимодействие света с веществом.
- •Тема 14. Термодинамика излучения.
Тема 14. Термодинамика излучения.
Абсолютно черное тело.
Распределение Планка.
— спектральная плотность объемной
плотности энергии равновесного излучения
при температуре T, k
— постоянная Больцмана.
Закон Кирхгофа.
I
— интенсивность света или плотность
потока энергии (энергия в единицу времени
через единицу площади).
,
где
— спектр света или спектральная плотность
интенсивности света или спектральная
плотность плотности потока энергии
(энергия в единицу времени через единицу
площади и в единичном интервале частот).
Об интенсивности говорят только тогда, когда свет идет только в одном направлении. В случае равновесного излучения при температуре T свет через площадку идет в телесный угол 2π в каждом из двух направлений.
Для
абсолютно черного тела, сколько энергии
падает столько и излучается. Вместо
спектра
для направленного излучения для излучения
во все стороны вводят
— испускательную способность поверхности,
которая для абсолютно черного тела
равна (как и
)
спектральной плотности плотности потока
энергии.
— для абсолютно черного тела.
Если
тело не абсолютно черное, то можно ввести
— безразмерный коэффициент поглощения
поверхности (энергетический).
По
закону Кирхгофа отношение испускательной
способности к коэффициенту поглощения
не зависит от свойств поверхности,
зависит только от частоты света и
температуры поверхности. Как позднее
было показано Планком
.
Закон Стефана-Больцмана.
При термодинамическом равновесии излучения при температуре T:
,
где
— плотность потока энергии,
— постоянная Стефана-Больцмана.
Закон смещения Вина.
и
=>
Назовем
величину такую, что
при
.
Тогда
— закон смещения Вина, где
— константа.
Интерферометр Фабри-Перо.
Пусть
— амплитуда падающей световой волны,
и
— амплитудные коэффициенты пропускания
двух зеркал,
и
— амплитудные коэффициенты отражения
этих зеркал,
— расстояние между зеркалами, тогда
амплитуда прошедшей световой волны
А интенсивность прошедшей волны, как квадрат амплитуды равна
Литература.
1. Е. И. Бутиков. Оптика. — М.: Высшая школа. 1986. 512с.
2. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики. — М.: Наука. 1970. 856с.
3. Г. С. Ландсберг. Оптика.