- •Основные понятия геометрической оптики.
- •Кардинальные элементы оптической системы
- •Передний фокус и передняя фокальная плоскость оптической системы.
- •Передняя и задняя главные плоскости и главные точки оптической системы.
- •Переднее и заднее фокусные расстояния.
- •Узловые точки оптической системы.
- •Построение изображений и хода лучей в идеальной оптической системе.
- •Тонкая линза
- •Оптические системы
- •Светосила оптической системы.
- •Интерференция световых волн. Когерентность волн.
- •Зеркала Френеля.
- •Бипризма Френеля.
- •Опыт Юнга
- •Интерференция в тонких пленках.
- •Просветление оптики.
- •Практические применения интерференции. Интерферометры
- •Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах (круглом отверстии, крае полуплоскости).
- •Спираль Корню.
- •Дифракция Фраунгофера от щели
- •Дифракция на дифракционной решетке Пропускающие решетки. Отражательные решетки.
- •Фотометрические величины и единицы. Источники Ламберта.
- •Тепловое излучение тел.
- •Равновесное тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
- •Законы излучения абсолютно черного тела Формула Планка.
- •Закон смещения Вина.
- •Закон Рэлея-Джинса.
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Оптическая пирометрия.
- •Радиационная температура.
- •Цветовая температура.
- •Получение поляризованного света. Прохождение света через поляризатор. Закон Малюса.
- •Призмы Николя (Поляризационные приборы и использование поляризованных лучей).
- •Отражение света на границе двух прозрачных сред. Формулы Френеля. Угол Брюстера.
- •Оптически активные вещества.
- •Теория вращения плоскости поляризации.
- •Вращение плоскости поляризации в магнитном поле.
- •Закон преломления света. Явление дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсии.
- •Элементарная теория дисперсии света. Электронная теория дисперсии
- •Опыты Ньютона
- •Классификация мутных сред
- •Поглощение и рассеяние излучения
- •Закон Бугера. Коэффициент поглощения
- •Внешний фотоэффект.
- •1. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.
- •Внутренний фотоэффект.
- •Масса и импульс фотона.
- •Эффект Комптона. Рассеяние рентгеновского излучения веществом.
- •Элементарная теория эффекта Комптона.
- •Давление света. Опыты Лебедева
- •Фотохимические явления.
- •Фотография
- •Голография
- •Теория водородного атома. Спектральные серии и уровни энергии. Закономерности в атомных спектрах.
- •Постулаты Бора.
- •Модель Бора атома водорода
- •Гипотеза Де Бройля.
- •Поляризация излучения гелий-неонового лазера.
- •Основные характеристики атомного ядра.
- •Ядерные силы.
- •Ядерные реакции
- •Реакции деления.
- •Ядерный реактор.
- •Реакция синтеза.
- •Явление радиоактивности
Поглощение и рассеяние излучения
Уменьшение интенсивности света в результате взаимодействия световой волны с электронами вещества называется поглощением. В результате этого взаимодействия энергия волны затрачивается на возбуждение колебаний электронов или атомов внутри молекулы. Частично эта энергия возвращается излучению в виде встречных волн, частично переходит во внутреннюю энергию вещества. В результате световой поток, прошедший некоторый поглощающий слой вещества оказывается ослабленным.
Закон Бугера. Коэффициент поглощения












dl





I



0
I







I΄
I΄- dI







l


Рис.1.Прохождение света через поглощающий слой.
Предположим, что
световой поток монохроматических лучей
с длиной волны λ проходит через поглощающий
слой толщиной l (рис.
1. ) Пусть при прохождении света с начальной
интенсивностью
![]()
через тонкий поглощающий слойdl
интенсивность света уменьшилась на
некоторую величинуdI.Это уменьшение
интенсивности пропорционально толщине
слояdlи величине
(без учёта рассеяния):dI = -K
dl(1) гдеК- коэффициент поглощения
данного вещества. Знак минус означает,
чтоdIиdlимеют разные
знаки. Проинтегрировав выражение (1),
получим формулу, показывающую ослабление
света слоем толщинойl:
или
(2)
откуда
(3) ЗАКОНА БУГЕРА.
где I0 - интенсивность света, падающего на поглощающий слой.
I- интенсивность света, прошедшего через поглощающий слой.
Отношение
выраженное в процентах, называется
пропусканием (прозрачностью )вещества :
(4) Десятичный логарифм величины обратной
прозрачности называется оптической
плотностьювещества :
(5)
Подставляя
(5) в уравнение (2) и заменив натуральный
логарифм на десятичный, получим : 2, 3 D=Кl(6) откуда
Физический смысл коэффициента поглощения легко установить, преобразовав уравнение (2) к следующему виду: 7)

Откуда видно, что коэффициент поглощения пропорционален величине ln(I0/I). Он численно равен единице, делённой на толщину поглощающего слоя вещества, при прохождении которого интенсивность света уменьшается ве = 2,72раз, и измеряется в обратных сантиметрах (см -1).Оптическая плотностьимеет тот же физический смысл, что и коэффициент поглощения, но только относится ко всей толщине слоя.
8.
Квантовые свойства света.
Фотоэффект и уравнение Эйнштейна.
Внешний и внутренний фотоэффект.Фотогальванический
эффект. Эффект Комптона и
импульс фотона. Элементарная теория
эффекта Комптона.Давление
света Опыты Лебедева.
Внешний фотоэффект.
Явление внешнего фотоэффекта заключается в испускании электронов поверхностью твердых тел и жидкостью под действием электромагнитного излучения. Это явление было впервые обнаружено Г. Герцем в 1887 г. Он заметил, что проскакивание искры между электродами разрядника облегчается, если отрицательно заряженный электрод осветить ультрафиолетовыми лучами.
Частицы, испускаемых поверхностью тел под действием света, являются электронами, которые называются фотоэлектронами.
П
ринципиальная
схема для исследования фотоэффекта
приведена на рис. 9.5. В вакуумной трубке
имеются два
электрода: катод К из исследуемого вещества, на который падает свет, и анод А. Потенциометр R позволяет изменять значение и знак подаваемого на электроды напряжения U. Возникающий в цепи ток при освещении катода светом измеряется с помощью микроамперметра.
Полученные с помощью такой установки вольтамперные характеристики приведены на рис. 9.6. Кривые / и 2 соответствуют постоянным значениям светового потока, причем Фз > Фь Из рис. 9.6 видно, что фототок /, начиная с определенного значения анодного напряжения (/*, остается практически постоянным, т. е. достигает насыщения. Это означает, что при U > U* все электроны, выбитые из катода, достигают анода.
О
казывается,
что если на фотокатод подать возрастающее
напряжение противоположного знака, то
фототок постепенно уменьшается и при
некотором значении напряженияU
=—из
прекращается (U3
— задерживающий
потенциал). Это значит, что вылетающие
из катода фотоэлектроны имеют
кинетическую энергию, которая меньше
либо равна некоторому максимально
возможному ее значению mv2max/2,
причем очевидно, что
(9.21)
Экспериментально установлены следующие три закона фотоэффекта.
