- •1. Энергетические величины.
- •2. Световые величины.
- •Интерференция света, когерентность, длина и время когерентности. Интерференция от двух точечных источников, опыт Юнга, зеркала Френеля, зеркало Ллойда, бипризма Френеля.
- •Интерференция в тонких пленках, оптическая длина волны, оптическая разность хода лучей.
- •Дифракция Фраунгофера от щели, распределение амплитуды результирующих колебаний на экране, условие наблюдения дифракции.
- •Дифракция от двух щелей, дифракционная решетка (условие главного максимума, побочного максимума, главного минимума).
- •Поляризация света, угол Брюстера, прохождение света через кристалл турмалина. Вывод закона Малюса, полное внутренне отражение.
- •Основы кристаллооптики, двойное лучепреломление, дихроизм, эффект Керра, эффект Коттона-Мутона.
- •Закон Керра
- •Молекулярная оптика, поглощение света (закон Бугера-Ламберта-Бера), полоса поглощения в металлах и диэлектриках, рассеяние света в неоднородной среде.
- •Вращение плоскости поляризации, активные среды, закон Био для растворов. Эффект Фарадея и Зеемана, эффект Доплера.
- •Дисперсия света, электронная теория дисперсии, формула Лоренц-Лоренца, фазовая и групповая скорость волны
- •Особенности теплового излучения, черное тело, закон Кирхгофа, поглощательная способность, законы теплового излучения (Стефана-Больцмана и Вина).
- •Формула Планка для универсальной функции Кирхгофа, гипотеза о квантовании энергии, следствие формулы Рэлея-Джинса и формулы Вина, применение законов теплового излучения.
- •Виды фотоэффекта, схема для наблюдения внешнего фотоэффекта. Законы Столетова, уравнение Эйнштейна, подтверждение квантования энергии.
- •Эффект Комптона, вывод формулы Комптона.
- •Давление света, вывод формулы из квантовой теории.
- •Э ффект Вавилова-Черенкова, химическое действие света, основные законы фотохимии.
- •Законы фотохимии
Дисперсия света, электронная теория дисперсии, формула Лоренц-Лоренца, фазовая и групповая скорость волны
Диспе́рсия све́та (разложение света)— это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).
Формула Лоренц-Лоренца связывает преломления показатель n вещества с электронной поляризуемостью aэл составляющих его частиц
( N - число поляризующихся частиц в единице объёма)
Групповая скорость— это величина, характеризующая скорость распространения «группы волн» - то есть более или менее хорошо локализованной квазимонохроматической волны
Групповая скорость во многих важных случаях определяет скорость переноса энергии и информации квазисинусоидальной волной (хотя это утверждение в общем случае требует серьёзных уточнений и оговорок).
Групповая скорость определяется динамикой физической системы, в которой распространяется волна (конкретной среды, конкретного поля итп). В большинстве случаев подразумевается линейность этой системы (точно или приближенно).
Для одномерных волн групповая скорость вычисляется из закона дисперсии:
, где —угловая частота, —волновое число.
Фазовой скоростьюvмонохроматичной волны принято называть скорость распространения волнового фронта. В среде с показателем преломления n фазовая скорость υ равна
|
|
(6.1) |
Здесь – круговая частота,k– волновое число,c– скорость света в вакууме.
Особенности теплового излучения, черное тело, закон Кирхгофа, поглощательная способность, законы теплового излучения (Стефана-Больцмана и Вина).
Абсолютно чёрное тело— физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.
Закон излучения Кирхгофа
Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела; оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры
Д ля черного тела А=1, поэтому из закона Кирхгофа вытекает, что RvT для черного тела равна гvT. Таким образом, универсальная функция Кирхгофа гvT есть не что иное, как спектральная
плотность энергетической светимости черного тела.
Закон Стефана—Больцмана
Re=σT4
где Т— температура (в кельвинах), а σ— постоянная Больцмана.
энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры;
Закон смещения Вина даёт зависимость длины волны, на которой поток излучения энергии чёрного тела достигает своего максимума, от температуры чёрного тела.