Вопрос 11.

Все прозрачные кристаллы обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздаивания каждого падающего на них светового пучка. Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу. Кристаллы в зависимости от типа их симметрии бывают одноосные и двуосные, т. е. Имеют одну или две оптические оси. Вышедшие из кристалла лучи плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла, называется главной плоскостью. Колебания светового вектора в обыкновенном луче происходят перпендикулярно главной плоскости, в необыкновенном –в главной плоскости.

Призмы:

1) призмы, дающие только плоско поляризованный луч;

2) призмы, дающие два поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча.

Призма Николя.

Представляет собой двойную призму из исландского шпата, склеянную вдоль линии АВ канадским бальзамом n=1,55. Оптическая ось ОО’ призмы составляет с входной гранью угол 48°. На передней грани призмы естественный луч, параллельный ребру СВ раздваивается на 2 луча: обыкновенный ( =1,66) и необыкновенный =1,51 При соответствующем подборе угла падения, равного или большего предельного , обыкновенный луч испытывает полное отражение а затем поглощается зачерненной боковой поверхностью СВ. Необыкновенный луч выходит из кристалла параллельно падающему лучу, незначительно смещенному относительно него.

Вращение плоскости поляризации.

Е стественное вращение Кристаллические в-ва сильнее всего вращают плоскость поляризации когда свет распространяется вдоль оптической оси кристалла. Угол поворота пропорционален пути l пройденному лучом в кристалле _, коэффициент а называют постоянной вращения она зависит от длинны волны.

В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества подразделяются на правовращающиеся и левовращающие.

Эффект Фарадея: оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации под действием магнитного поля. Оно наблюдается только при распространении света вдоль направления намагниченности. Поэтому для наблюдения эффекта Фарадея в полюсных наконечниках электромагнита просверливают отверстия, через которые пропускается световой луч. Угол поворота плоскости поляризации пропорционален пути l проходимому светом в веществе, и намагниченности вещества. Намагниченность в свою очередь пропорциональна напряженности магнитного поля Н Поэтому Коэффициент V называется постоянной Верде или удельным магнитным вращением.

Билет 12

Д исперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты света или зависимость фазовой скорости световых волн от его частоты. Дисперсия света представлена в виде зависимости Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму. Показатель преломления для прозрачных веществ с уменьшением длины волны увеличивается следовательно величина по модулю так же увеличивается с уменьшением . Такая дисперсия называется нормальной. Если ход кривой будет иным n уменьшается с уменьшением то такой ход зависимости называется анормальной дисперсией.

Г рупповая скорость.

Строго монохроматическая волна вида представляет собой бесконечную во времени и пространстве последовательность горбов и впадин перемещающихся вдоль оси x с фазовой скоростью С помощью такой волны нельзя передать никакого сигнала. Проще всего передать сигнал с помощью светового импульса представленного наложением вида волн с частотами, заключенными в некотором интервале . Суперпозиция волн мало отличающихся др от др по частоте называется волновым пакетом или группой волн. В недиспергирующей среде все плоские волны образующие пакет, распространяются с одинаковой фазовой скоростью . В этом случае скорость движения пакета совпадает с . И форма пакета со временем не изменится. С течением времени пакет расплывается его ширина увеличивается. В этом случае пакету приписывают скорость u под которой понимается скорость перемещения центра пакета. Эту скорость называют групповой скоростью.

В диспергирующей среде групповая скорость u отличается от фазовой скорости ( имеется ввиду фазовая скорость гармонической составляющей с максимальной амплитудой- иными словами фазовая скорость для доминирующей частоты) Когда , групповая скорость оказывается меньше фазовой, в случае когда групповая скорость больше фазовой.

Билет 13

Поглощение света - явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе преобразования энергии волны в другие виды энергии. В результате поглощения интенсивность света при прохождении через вещество уменьшается.

Законом Бугера:

где и I интенсивности плоской монохроматической волны на выходе и входе слоя поглощающего вещества толщиной x, a коэффициент поглощения, зависящий от длинны волны света, химической природы и состояния вещества и не зависящий от интенсивности света. Спектр поглощения- одноатомные газы и пазы металлов обладают близкими к 0 коэффициентами поглощения и лишь для очень низких спектральных областей наблюдаются резкие максимумы. Спектр излучения - когда в диэлектрике - коэффициент поглощения резко возрастает то наблюдаются широкие полосы поглощения.

Спектр поглощения - зависимость интенсивности поглощенного веществом излучения от частоты.

Спектр излучения относительная интенсивность электромагнитного излучения объекта исследованная по шкале частот. Обычно изучается излучение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне от сильно нагретого вещества.

Спектр поглощения характеризуется коэффициентом который зависит от частоты и определяется как обратимая величина к рассеянию, на котором интенсивность прошедшего потока излучения снижается в е раз.

Билет 14

С классической точки зрения процесс рассеяния света заключается в том, что свет проходящий через вещество, вызывает колебания электронов в атомах. Колеблющиеся электроны возбуждают вторичные волны, распространяющиеся по всем направлениям. Вторичные волны не поглощают др др в боковых направлениях только при распространении света в неоднородной среде. Световые волны, дифрагируя на неоднородностях среды, дают дифракционную картину, характеризующуюся довольно равномерным распределением интенсивности по всем направлениям. Такую дифракцию на мелких неоднородностях называют рассеянием света. Среды с явно выраженной оптической неоднородностью носят название мутных сред. К их числу относятся: дым, туманы, взвеси или суспензии, эмульсии, твердые тела в виде перламутра, опалов и т.п. Для мутного вещества в выражении наряду с коэф поглощения х(хи) должен стоять добавочный коэф - коэф экстинкции Если размеры неоднородностей малы по сравнению с длинной всетовой волны ( не более 0,1 интенсивность рассеянного света I оказывается пропорциональной четвертой степени длины волны - Закон Рэлея. Вавилов и Черенков обнаружили особый вид сечения жидкостей под действием - лучей радия. Источником лучей служат быстрые электроны, создаваемые - лучами. Заряженная частица излучает электромагнитные волны лишь при движении с ускорением. Это утверждение справедливо только до тех пор пока скорость заряженной частицы не превышает фазовой скорости с/n электромагнитных волнв среде, в которой движется частица. Если частица обладает скоростью υ>c/n, то даже двигаясь равномерно, она будет излучать электромагнитные волны. Электрон движущийся в прозрачной среде со скоростью превышающей фазовую скорость света в данной среде, должен сам излучать свет. Такое излучение распространяется не по всем направлениям, а лишь по направлениям составляющим острый угол θ с траекторией частицы, т.е. вдоль образующих конуса, ось которого совпадает с направлением скорости частицы Счетчики для регистрации заряженных частиц в кот используюется излучение В-Ч – черенковские счетчики. В этих счетчиках частицы регистрируются практически мгновенно.