26.Отражение света. Закон отражения световых волн.

Отраже́ние — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн (за исключением случаев полного внутреннего отражения).

Зеркальное отражение света отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, восстановленную в точке падения; 2) угол отражения равен углу падения. Интенсивность отражённого света (характеризуемая коэффициентом отражения) зависит от угла падения и поляризации падающего пучка лучей (см. Поляризация света), а также от соотношения показателей преломления n2 и n1 2-й и 1-й сред. Количественно эту зависимость (для отражающей среды — диэлектрика) выражают формулы Френеля. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен Луч движется прямолинейно до тех пор, пока среда является однородной. При переходе луча из одной среды в другую, на границе раздела луч меняет свое направление. Часть света, а иногда и весь свет (явление полного внутреннего отражения) возвращается в исходную среду. Таким образом, при падении световых лучей на границу раздела двух сред, размеры которой значительно превышают длину волны, происходит явления отражения и преломления света. Углом падения    называется угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела. Углом отражения   называется угол между отраженным лучом и тем же перпендикуляром. Углом преломления   называется угол между преломленным лучом и тем же перпендикуляром.

Законы отражения света Законы отражения света описывают взаимное расположение падающего луча  , отраженного луча  и перпендикуляра, опущенного к плоскости в точке падения  . Для отраженного света, справедливы следующие утверждения: луч, падающий, отраженный и перпендикуляр из точки падения лежат в одной плоскости угол падения     равен углу отражения   Законы отражения справедливы и при обратном направлении хода световых лучей. Луч, распространяющийся по пути отраженного, отражается по пути падающего луча. Это означаетобратимость хода световых лучей. Пример обратимости можно увидеть на примере двух анимаций. Меняя угол падения от 0  до 90 , можно наблюдать за изменением угла падения

Законы отражения:1.Лучи падающий, отраженный и перпендикуляр, восставленный к границе двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.2.Угол отражения равен углу падения:

27.Поглощение и излучение света атомом. Гипотеза Планка-Эйнштейна о коpпускуляpной пpиpоде света наводит на мысль о необходимости выяснения механизма излучения и поглощения света атомами. С точки зpения классической электpодинамики в теоpии не должно существовать понятия фотона. Свет должен излучаться непрерывно в виде волн вследствие ускоpенного движения электpонов атомов. Эта точка зpения почти автоматически пpиводила физиков к пpостой модели атомов: вокpуг положительно заpяженных ядеp под действием кулоновских сил движутся по эллиптическим или кpуговым оpбитам электpоны. Они движутся с ускоpением, и потому должны излучать электpомагнитные волны в виде света. Однако совеpшенно независимо от гипотезы Планка-Эйнштейна такая точка зpения на излучение немедленно наталкивалась на сеpьезные тpудности. В самом деле, по меpе излучения атом должен теpять энеpгию, вследствие чего электpоны должны быстpо пpиближаться к ядpам и очень скоpо на них упасть. Дpугими словами, в соответствии с классической моделью атом не может быть устойчивым в электpодинамическом смысле, чего, конечно, не наблюдается: атомы непpеpывно не излучают, и электpоны не падают на ядpа. Внутpенние степени свободы атомов могут вести себя точно так же, как и внешние. Согласно закону Больцмана они должны вносить существенный вклад в теплоемкость (напpимеp, как в газе). А этого не наблюдается: атомы пpи тепловых столкновениях ( по кpайней меpе, пpи умеpенных темпеpатуpах) ведут себя как абсолютно твеpдые тела, их внутpенняя энеpгия не изменяется, и они не вносят в общую теплоемкость никакого вклада. Все это свидетельствует о том, что пpиходится pадикально изменить не только точку зpения на свет как таковой (ввести гипотезу Планка-Эйнштейна), но и точку зpения на стpоение атома и на хаpактеp его излучения.Таким обpазом, в основе всей теоpии излучения (и поглощения) света атомами лежит пpостая фоpмула, введенная в 1913 году Н. Боpом: где   и   - два каких-то дискpетных значения энеpгии атома,   - частота света, соответствующая данному пеpеходу атома.

28.Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники — это вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры, наличием примесей, изменением освещенности. По этим свойствам они разительно отличаются от металлов. Обычно к полупроводникам относятся кристаллы, в которых для освобождения электрона требуется энергия не более 1,5—2 эВ. Типичными полупроводниками являются кристаллы германия и кремния, в которых атомы объединены ковалентной связью. Природа этой связи позволяет объяснить указанные выше характерные свойства. При нагревании полупроводников их атомы ионизируются. Освободившиеся электроны не могут быть захвачены соседними атомами, так как все их валентные связи насыщены. Свободные электроны под действием внешнего электрического поля могут перемещаться в кристалле, создавая электронный ток проводимости. Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов в кристаллической решетке приводит к образованию положительного иона. Этот ион может нейтрализоваться, захватив электрон. Далее, в результате переходов электронов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле места с недостающим электроном — «дырки». Внешне этот процесс хаотического перемещения воспринимается как перемещение положительного заряда. При помещении кристалла в электрическое поле возникает упорядоченное движение «дырок» — дырочный ток проводимости.

29.Поляризация света. Понятие и применение в технике. Поляризованный свет - свет, получаемый в искусственных условиях при прохождении светового пучка через специальное устройство (поляризатор). Поляризованный свет отличается от естественного света своими физическими характеристиками (ориентированностью световых волн, колебания которых происходит в одной плоскости), но в обычных условиях не воспринимается визуально как какой-то особый свет. Частичная поляризация света может происходить и в результате природных процессов.Если на границу раздела двух сред падает под углом, отличным от нуля, естественный свет, то отраженная и преломленная световая волна будут частично поляризованы.

Поляризация света - Возникает, когда свет под определенным углом падает на поверхность, отражается и становится поляризованным. Поляризованный свет также свободно распространяется в пространстве, как и обычный солнечный свет, но преимущественно в двух направлениях - горизонтальном и вертикальном. «Вертикальная» составляющая приносит глазу человека полезную информацию, позволяя распознавать цвета и контраст. А "горизонтальная" составляющая создает "оптический шум" или блеск. Современные применения поляроидов:Солнцезащитные и антибликовые очки;Поляроидные фильтры в фотоаппаратах;Обнаружение дефектов в изделиях из прозрачного материала;Жидкокристаллические мониторы;Стереомониторы и стереочки.

30.Преломление света. Закон преломления световых волн. Преломле́ние (рефра́кция) — изменение направления распространения волн электромагнитного излучения, возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих волн сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами. Преломление света на границе двух сред даёт парадоксальный зрительный эффект: пересекающие границу раздела прямые предметы в более плотной среде выглядят образующими больший угол с нормалью к границе раздела (то есть преломлёнными «вверх»); в то время как луч, входящий в более плотную среду, распространяется в ней под меньшим углом к нормали (то есть преломляется «вниз»). Этот же оптический эффект приводит к ошибкам в визуальном определении глубины водоёма, которая всегда кажется меньше, чем есть на самом деле. Преломление света в атмосфере Земли приводит к тому, что мы наблюдаем восход Солнца несколько раньше, а закат несколько позже, чем это имело бы место при отсутствии атмосферы. По той же причине вблизи горизонта диск Солнца выглядит заметно сплющенным вдоль вертикали.