Шпоры по физике - файл great_fizika_v3.01-patch-final.doc

приобрести
Шпоры по физике
скачать (1030.3 kb.)
Доступные файлы (5):
fizika-formuli.doc35kb.04.03.2003 17:02скачать
great_fizika_v3.01-patch-final.doc1638kb.04.03.2003 17:03скачать
n3.doc1481kb.21.02.2003 03:09скачать
n4.doc1240kb.03.01.2009 14:00скачать
n5.doc952kb.02.02.2003 13:54скачать

great_fizika_v3.01-patch-final.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

?=0,4 мкм – видимый оптический диапозон. В настоящее время под оптич. диапозоном понимается диапозон ?=(1*10(c. -9))см. Осн. вопрос оптики – вопрос о природе света. Законы геометрической оптики: закон прямолинейного распространения, закон независимости световых лучей, законы отражения и преломления света.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА


СВЕТОВАЯ ВОЛНА

Согласно теории Максвела волна распространяется с фазовой скоростью v=c / ???`; ?, ? – диэлектрическая и магнитная проницаемости сред, в воздухе ?1. v=c/ ??`; c/v=n, n=??`. Для электро-магнитной волны распр. вдоль оси х: E(в)=Eo cos (?t – kx + ?);

H(в)=Ho cos (?t – kx + ?); k=?/? – волновой вектор/

волновое число. E,H – векторы напряженности.

Eo, Ho – их амплитуды. Моментальный снимок

эл-маг волны можно изобразить в виде ----------

Векторы E и H – колеблются. В перпендикулярной

плоскости, значение эл-маг волны поперечны. Опыт

показывает, что электро-хим., физио-логич., фото-хим.

и др. действия обусловлены колебанием вектора E. В дальнейшем будем говорить о световом векторе, подразумевая под ним колебание вектора напряженности электрического поля E. Обозначим амплитуду светового вектора через A. Закон, по которому меняется во времени и пространстве амплитуда светового вектора называется уравнением световой волны: y=Acos(?t-kx+?); y=Acos(?t+?); Световая волна несет с собой энергию. Плотность потока этой энергии определяется вектором Пойнтинга

S(в)=[E(в)*H(в)]. Согласно электро-магнитной теории Максвела амплитуды E и H связаны: Eo??0?`=Ho??0`; H=Eo??` *??0/?0` = Eo n ??0/?0`; H~nEo; S(в)~Ho Eo ~nEo(c.2); Среднее значение S(в) – интенсивность световой волны: I~nEo(c.2)~nA(c.2); I~nA(c.2)

ПОНЯТИЕ О КОГЕРЕНТНОСТИ


Под когерентным понимается согласованное протекание во времени и пространстве 2х или более колебательных или волновых процессов. Принцип суперпозиции световых полей. Световой вектор складывается с другим без искажений. Пусть в данную точку пространства приходят 2 световые волны, одной частоты, световые векторы которых колеблются в одной плоскости: y1=A1cos(?t+?1); y2=A2cos(?t+?2); Результирующая волна запишется в виде: y=Acos(?t+?); Амплитуда результирующих колебаний: A=A1(c.2)+A2(c.2)+2A1A2cos(?2-?1); A(c.2)? A1(c.2)+A2(c.2); I? I1+I2; Результ. слож. зависит от разности фаз ?=?1-?2 и заключается в пределах: |A1-A2|<=A<=|A1+A2|; ?=+ - (2k+1)?; ?=+ - 2k?, k=0,1,2… Колебания затухающие, обрываются и возникают с измененной фазой. Прибор, который фиксирует интенсивность, регистрирует не мгновенное значение интенсивности, а усредненное по времени значение. Чтобы его найти: I(в)=A(в)(c.2)=(1/?)*?[0 – ?] A(c.2) d?=A1(c.2)+A2(c.2)+

+2A1A2*(1/?)*?[0 – ?] cos?d?; 2 случая: 1) ?=?2-?1?const;

(1/?)*?[0-?]cos?d?=0; I(в)=A(c.2)=A1(c.2)+A2(c.2); I(в)=I1(c.2)+I2(c.2);

2) ?=?2-?1=const; (1/?)*?[0-?] cos?d?=cos?; I(в)=A(в)(c.2)=A1(c.2)+

+A2(c.2)+2A1A2cos?; I(в)?I1+I2; Это мы получим в предположении, что налагаются 2 волны одинаковой частоты. Рез. сложение 2х волн при котором не происходит простое суммирование – это интерференция. В тех точках пространства, в которых 2 волны удовлетворяют соотн. cos?>0, I>I1+I2 (наблюдается интерфериционный максимум). А там, где cos?<0 наблюдается ослабление света или интерференционный минимум. Если I1=I2, то там, где cos?>0, будет I(в)=I1+I2+I3+I2, а где I(в)=I1+I1-2I1?0 если I(в)=I1+I1=2I2. ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ света называется наложение 2х или более волн, в результате которого происходит перераспределение светового потока пространства. В одних точках пространства происходит усиление света – интерфериционный максимум, в других – ослабление, возникает минимум. Интерферировать могут только когерентные волны. Критерий когерентности: 1) ?(f)=const – волны монохромны, 2) ?=?2-?1=const, ?2=?1, ?=0, 3) световые векторы должны колебаться в одной плоскости, т.е. E1(в)||E2(в). Понятие когерентности является относительным. Для характеристики когерентности вводят понятие пространственной и временной когерентности. Временем когерентности называют такой промежуток времени, в течении которого случайное изменение фазы волны достигает значения ?. tког*c=lког – длина когерентности – отрезок, проход. волной, на длине которого случайное изменение фазы волны приобретает знанчение ?.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Естественные излучатели не когерентны и излучают некогерентные волны. Причина их некогерентности заключается в самом механизме излучения. t=10(c.- 8) c. – время жизни возбужденного состояния атома. Цуг – излучение по истечении этого времени, которое испускает атом. ∆х=c?=

=3*10(c.8)*10(c. – 8)=3м. Принцип получения когерентных волн от естественных излучателей: ПРИНЦИП ФРЕНЕЛЯ: волну, испускаемую отдельными атомами светящегося тела раздел. на 2 путем разложения, преломления, затем обе половинки волны заст. пройти различные пути в пространстве и налог. друг на друга.

В точке 0 – одинаковые фазы, в точку p они придут

с разными фазами, т.к. проходят различные пути в

пространстве. Практический способ: бипризмы

Френеля, Щели Юнга, зеркало Ллойда.
РАСЧЕТ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ КАРТИНЫ ОТ 2Х КОГЕРЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Пусть в точке 0 осуществляется принцип Френеля, т.е.

раздвоение волны, в т. р находится наблюдатель.

Уравнение падающей в точку 0 волны: y=Acos?t

1 проходит путь: OAP=L1; n1; OBP=L2; n2

В точке p обе половинки приходят с разными фазами и

1-я волна возб. в точке p колебания: y1=Acos?(t- L1/v1),

а вторая волна: y2=Acos?(t- L2/v2); v1,v2 – фазовые скорости волн,

v1=c/n1, v2=c/n2. Разность фаз ?=?1-?2=?(t- L1/v1) – ?(t- L2/v2)=

=?(L2n2 – L1n1)=(2?/c)*(L2n2 – L1n1)=(2?/?o)*(L2n2 – L1n1);

L*n=S – оптическая длина пути. L2n2 – L1n1=S1 – S2 = ∆ - оптическая разность ходов, ?=2?∆/?o => если на оптическую разность хода ∆=+-k?o=

=+- 2k*(?i/2), k=0,1,2…, ?=+ - (2?/?o)*k?o=+ - 2k?. Волны приходят в одинаковых фазах и их амплитуда

складывается. Это условие

интерференционного максимума.

Если ∆=+ - (2k+1)*(?o/2), то

?=+ - (2?/?o)*(2k+1)*(?o/2)=+ - (2k+1)?

Волны, приходят в противофазе, т.е.

они антифазны и при наложении в т. р,

их амплитуда будет вычитаться.

Значит это условие интерференционного

минимума. Применим это условие при

расчете интерференционной картины

от 2х когерентных источников. Два

когерентных источника S1 и S2,

расстояние между ними d:

Опред. рез. наложения волн в

точке р: ∆/d=x/L, т.к. L>>d, то

BP?L, тогда ∆=dx/L.

Если ∆Єz, то в точке светлая

полоса, x=L∆/d; ∆x=L?/d –

ширина темной полосы.

Для монохромных волн 

max расх. ∆=0, ∆?=0,

кроме max центральн.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации