Раздел 5. Физика колебаний и волн. Квантовая оптика. Тепловое излучение Основные формулы

Абсолютный показатель преломления n среды

n = c/v,

где c - скорость световых волн в вакууме; v - фазовая скорость световых волн в среде.

Относительный показатель преломления n₁₂ двух сред

n₁₂ = v₁/v₂ = n₂/n₁,

где v₁, v₂ - фазовые скорости световых волн в первой и второй средах; n₁, n₂ - абсолютные показатели преломления.

Оптическая длина пути L световой волны

или L = n  l если n = const,

где l - геом

1 2

етрическая длина пути световой волны; n - показатель преломления среды.

Оптическая разность хода  световых волн

 = L₂ - L₁,

где L₁ и L₂ - оптические пути двух световых волн.

Разность фаз  монохроматических световых волн

 = 2.

где  - оптическая разность хода;  - длина световой волны.

Расстояние между соседними интерференционными полосами в интерференционной картине от двух линейных источников (узких параллельных щелей)

где l - расстояние от щелей до экрана; d - расстояние между щелями; ₀ - длина световой волны в вакууме.

Оптическая разность хода световых волн в тонких плоскопараллельных пластинках (или пленках), находящихся в воздухе:

– в проходящем свете

– в отраженном свете

 ₀,

где d - толщина пластинки (пленки); n - показатель преломления пластинки (пленки); i - угол падения света.

Условие

– интерференционного максимума

 =  k₀, k = 0, 1, 2, ...

– интерференционного минимума

 =  (2k+1)₀/2, k = 0, 1, 2,… .

Радиусы r_k светлых колец Ньютона в проходящем свете или темных колец в отраженном свете

, k = 1, 2, ...,

где k - номер кольца; R - радиус кривизны линзы;  - длина световой волны.

Радиусы r_k темных колец Ньютона в проходящем свете или светлых колец в отраженном свете

, k = 1, 2, ... .

Радиусы зон Френеля

– для сферической волновой поверхности

, k = 1, 2, ...

– для плоской волновой поверхности

, k = 1, 2, ... ,

где a - радиус волновой поверхности; b - кратчайшее расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения.

Условие образования дифракционных максимумов и дифракционных минимумов интенсивности света при дифракции на одно

3 4

й щели

asin = (2k+1)/2, k = 1, 2, …

₀ = 0

asin = k, k = 1, 2, 3, ... ,

где  - угол дифракции; a - ширина щели; k - порядок максимума или минимума света.

Условие образования главных максимумов интенсивности света при дифракции на дифракционной решетке

dsin = k, k = 0, 1, 2, 3, ... ,

где d - постоянная дифракционной решетки; k - порядок максимума света.

Разрешающая способность R дифракционной решетки

R =  = kN,

где  - наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий, разрешаемых решеткой; k - максимальный порядок спектра; N - полное число щелей решетки.

Формула Вульфа-Брэгга

2dsin = k, k = 1, 2, 3, ... ,

где d - расстояние между атомными плоскостями в кристалле;  - угол скольжения рентгеновских лучей.

Закон Брюстера

tg i_B = n₁₂ = n₂/n₁,

где i_B - угол падения света (угол Брюстера); n₁ и n₂ - показатели преломления первой и второй среды.

Закон Малюса

I = I₀cos²,

где I₀ и I - интенсивность падающего и прошедшего через поляризатор плоскополяризованного света;  - угол между плоскостью поляризации падающего света и плоскостью поляризатора.