- •Упругие волны. Волновой процесс.
- •Уравнение плоской бегущей волны
- •Связь групповой и фазовой скорости
- •Звуковые волны (акустические волны)
- •Интенсивность звука (сила звука)
- •Эффект Доплера
- •Электромагнитные волны
- •3). Если
- •Дифракция света Принцип Гюйгенса — Френеля
- •Метод зон Френеля (1)
- •Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске
- •Дифракция Фраунгофера на щели (дифракция в параллельных лучах)
- •Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке
- •Число максимумов, даваемое дифракционной решеткой
- •Дифракция на пространственной решетке Пространственная (трехмерная) решетка
- •Ф ормула Вульфа—Брэггов
- •Критерий Рэлея. Разрешающая способность спектрального прибора
- •Разрешающая способность спектрального прибора
- •Разрешающая способность дифракционной решетки
- •Поляризация света Естественный и поляризованный свет
- •Закон Малюса. Прохождение света через два поляризатора Степень поляризации света
- •Д войное лучепреломление
- •Пластинка в четверть волны (пластинка λ/4)
- •Анализ поляризованного света
- •Искусственная оптическая анизотропия
- •Закон Брюстера
- •Применение поляризованного света
- •Тепловое излучение и его характеристики
- •Характеристики теплового излучения
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Вольт – амперная характеристика фотоэффекта.
- •Законы Столетова.
- •Применение фотоэффекта
- •Постулаты Бора.
- •Опыты Франка и Герца.
- •Элементы квантовой механики
- •Соотношения неопределенностей.
- •Описание микрочастиц с помощью волновой функции.
- •Общее уравнение Шредингера
- •Какое уравнение должно описывать движение микрочастиц?
- •Движение свободной частицы
- •Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками»
- •Уравнения Шредингера для стационарных состояний
- •Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике
- •Квантовые числа
- •Спин электрона. Спиновое квантовое число Опыты Штерна и Герлаха
- •Спин электрона
- •Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны
- •Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям
- •Сплошной (тормозной) рентгеновский спектр
- •Характеристический рентгеновский спектр. Закон Мозли
- •Молекулы: химические связи, понятие об энергетических уровнях
- •Молекулярные спектры
- •Понятие о квантовой статистике. Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака.
- •Элементы квантовой теории металлов.
- •Основные положения квантовой теории металлов.
- •Квантование энергии свободных электронов в металлах.
- •Функция распределения Ферми и её статистический смысл.
- •Металлы, диэлектрики, полупроводники.
- •Полупроводниковые диоды
Закон Малюса. Прохождение света через два поляризатора Степень поляризации света
(Imax и Imin - соответственно максимальная и минимальная интенсивность
частично поляризованного света, пропускаемого анализатором).
Для естественного света Imax =Imin и Р =0, для плоскополяризованного
Imin=0 и Р =1.
Поляризаторы
Используются для преобразования естественного света в плоскополяризованный. Они пропускают колебания, параллельные главной плоскости поляризатора и полностью задерживают колебания, перпендикулярные этой плоскости. В качестве поляризаторов могут использоваться среды, анизотропные в отношении колебаний .
Д войное лучепреломление
Двойное лучепреломление
Способность прозрачных кристаллов (кроме оптически изотропных кристаллов кубической системы) раздваивать каждый падающий на них световой пучок. Это явление объясняется особенностями распространения света в анизотропных средах и непосредственно вытекает из уравнений Максвелла. Если на кристалл направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу (рис. а). Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется (рис. б). Второй из этих лучей получил название необыкновенного (е), а первый — обыкновенного (о).
А нализ поляризации света показывает, что о- и е-лучи плоскополяризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях: колебания светового вектора в о-луче происходят перпендикулярно главной плоскости, в е-луче — в главной плоскости.
Главная плоскость кристалла
Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла.
Оптическая ось кристалла
Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления.
В данном случае речь идет именно о направлении, а не о прямой линии, проходящей через какую-то точку кристалла. Любая прямая, проходящая параллельно данному направлению, является оптической осью кристалла. В природе существуют одноосные и двуосные кристаллы (имеющие соответственно одно или два направления, вдоль которых отсутствует двойное лучепреломление). К первым относятся исландский шпат, турмалин, кварц, ко вторым — слюда, гипс, топас. Рассматриваться будут только одноосные кристаллы.
Поляризационные призмы
П ризмы, дающие только плоскополяризозанный луч. Пример: призма Николя (николь) (см. рисунок): двойная призма из исландского шпата, склеенная вдоль АВ канадским бальзамом. Входящий в призму луч раздваивается на обыкновенный луч (он испытывает полное отражение, так как канадский бальзам для него среда оптически менее плотная) и необыкновенный луч, который выходит из николя.
Опыты с турмалином. Закон Малюса
Естественный свет падает перпендикулярно пластинке турмалина T1, вырезанную параллельно оптической оси. Пластинка T1, преобразующая естественный свет в плоскополяризованны является поляризатором. Если на пути луча поставить вторую пластинку турмалина T2, (пластинка T2,служащая для анализа степени поляризации света, называется анализаторов) то интенсивность света, шедшего сквозь пластинки, подчиняется закону Малюса:
I=I0cos2α
(I— интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; I0 - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; α —угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора). Если пропустить естественный свет через два поляризатора, в качестве поляризатора и анализатора используются призмы Николя, плоскости которых образуют угол α, то из первого выйдет плоскополяризованный свет
интенсивностью ,а из второго — свет интенсивностью I=0,5I0cos2α. Таким образом, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора,
I=0,5Iестcos2α,
откуда Imax=0,5Iест (поляризаторы параллельны) и Imin=0 (поляризаторы скрещены).
поляризатор анализатор
Д воякопреломляющие призмы
Призмы, дающие два поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча. Пример: призма из исландского шпата и стекла (см. рисунок). Обыкновенный луч преломляется дважды, а необыкновенный при подобранном показателе преломления стекла (п≈пе) не отклоняется.
Дихроичные кристаллы
Двоякопреломляющие кристаллы обладают свойством дихроизма, т. е. различного поглощения света в зависимости от ориентации электрического вектора световой волны.
Примером сильно дихроичного кристалла является турмалин, в котором из-за сильного селективного поглощения обыкновенного луча уже при толщине пластинки 1 мм из нее выходит только необыкновенный луч. Такое различие в поглощении, зависящее, кроме того, от длины волны, приводит к тому, что при освещении дихроичного кристалла белым светом кристалл по разным направлениям оказывается различно окрашенным.
Дихроичные кристаллы приобрели еще более важное значение в связи с изобретением поляроидов. Примером поляроида может служить тонкая пленка из целлулоида, в которую вкраплены кристаллики герапатита (сернокислого иодхинина). Герапатит—двояко преломляющее вещество с очень сильно выраженным дихроизмом в области видимого света. Установлено, что такая пленка уже при толщине ≈0,1 мм полностью поглощает обыкновенные лучи видимой области спектра, являясь в таком топком слое совершенным поляризатором.