Переменный ток. Импеданс. Индуктивное сопротивление. Емкостное сопротивление

1) Все точки волнов. фронта можно рассматривать как совокупность независимых когер. источников света колебл. в одной фазе, свет от которых распр. во все стороны.

2) Для того, чтобы опред. интенсивность в точке, лежащей перед волновым фронтом, необходимо геометрич. сложить все колебания, приходящие от волнового фронта с учетом амплитуд и фазы колебаний.

3) dA – амплитуда колебаний, возбуждаемых в точке M вторичным источником площадью dS

Результирующая действия в точке М полностью открытого фронта световой волны от источника S равна половине действия одной только центральной зоны Френеля.

Радиус i-ой зоны Френеля для сферической волны

 - радиус i-ой зоны Френеля для плоского фронта.

Дифракция Френеля на круглом отверстии

Дифракция Френеля(дифракция в сходящихся лучах). На препятствие падает сферическая или плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, находящемся за препятствием. На экране получается дифракционное изображение препятствия на небольшом круглом отверстие:

Билет 21

Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка

Тепловое излучение

Дифракция Фраунгофера на щели

Дифракция Фраунгофера(в параллельных лучах)

На препятствие падает плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, которые находятся в фокальной плоскости собирающей линзы, установленного на пути прошедшего через препятствие света на экране получаемдиф-ое изображение удаленного источника света.

Для получения пучка параллельных лучей света, падающих на препятствие используют небольшой точечный источник света, которых помещают в фокусе собирающей линзы.

Или точек источник должен быть далеко от щели, d – размер щели.

1.Выберем направление которое задается углом фи малое

2. Опустим из точки А перпендикуляр к АС

3. Разобьем ВС на z – отрезков одинак.

4. Проведем из получившихся точек на BC прямые параллельные АС, таким образом мы разрываем волновой фронт на зоны Френеля.

При четном числе зон Френеля z=2m укладывающихся в щели АВ, в точке М – будет мин., будет темно. d*Sinфи=2m*λ/2.

При нечетном числе z=2m+1, в точке М – будет макс, будет светло. d*Sinфи=(2m+1)*λ/2.

Дифракционная решетка

Дифракционная решётка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.

Фронт световой волны разбивается штрихами решётки на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки претерпевают дифракцию на штрихах и интерферируют друг с другом. Так как для разных длин волн максимумы интерференции оказываются под разными углами (определяемыми разностью хода интерферирующих лучей), то белый свет раскладывается в спектр.

Расстояние, через которое повторяются штрихи на решётке, называют периодом дифракционной решётки. Обозначают буквой d.

Если известно число штрихов ( N ), приходящихся на 1 мм решётки, то период решётки находят по формуле: d = 1 / N мм.

Пусть луч 1 падает на линзу под углом φ (угол дифракции). Световая волна, идущая под этим углом от щели, создает в точке максимум интенсивности. Второй луч, идущий от соседней щели под этим же углом φ, придет в ту же точку . Оба эти луча придут в фазе и будут усиливать друг друга, если оптическая разность хода будет равна mλ:

Условие максимума для дифракционной решетки будет иметь вид:

,

(9.4.4)

где m = ± 1, ± 2, ± 3, … .

Максимумы, соответствующие этому условию, называются главными максимумами. Значение величины m, соответствующее тому или иному максимуму называется порядком дифракционного максимума.

В точке F₀ всегда будет наблюдаться нулевой или центральный дифракционный максимум.

Так как свет, падающий на экран, проходит только через щели в дифракционной решетке, то условие минимума для щели и будет условиемглавного дифракционного минимумадля решетки:

.

(9.4.5)

Конечно, при большом числе щелей, в точки экрана, соответствующие главным дифракционным минимумам, от некоторых щелей свет будет попадать и там будут образовыватьсяпобочные дифракционные максимумы и минимумы (рис. 9.7). Но их интенсивность, по сравнению с главными максимумами, мала (≈ 1/22).

При условии ,

волны, посылаемые каждой щелью, будут гаситься в результате интерференции и появятся дополнительные минимумы.

Количество щелей определяет световой поток через решетку. Чем их больше, тем большая энергия переносится волной через нее. Кроме того, чем больше число щелей, тем больше дополнительных минимумов помещается между соседними максимумами. Следовательно, максимумы будут более узкими и более интенсивными (рис. 9.8).

Рис. 9.8

Из (9.4.3) видно, что угол дифракции пропорционален длине волны λ. Значит, дифракционная решетка разлагает белый свет на составляющие, причем отклоняет свет с большей длиной волны (красный) на больший угол (в отличие от призмы, где все происходит наоборот).

Это свойство дифракционных решеток используется для определения спектрального состава света (дифракционные спектрографы, спектроскопы, спектрометры).

 

 

1. 2Тепловое излучение. Законы Вина. Закон Стефана-Больцмана. Пирометрия.

2.

Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение телобусловленное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением.

Тепловое излучение – электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии излучающего тела и зависящая только от температуры и оптических свойств тела.

Монохроматическийкоэфиициент поглощения (а) – спектральная характеристика поглощения электромагнитных волн

А=1, абсолютно черное тело

Серое тело – коэффициент поглощения одинаков для всех частот и зависит от температуры материалы и состояния поверхности (не зависит от частоты).

Согласно закону Стефана — Больцмана,R_е = όT⁴, т. е. энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры; о — постоянная Стефана— Больцмана, ее экспериментальное значениеравно 5,67 • 10^-8 Вт/(м²К1).

Закон Стефана—Больцмана, определяя зависимость R(излучательная способность абсолютно черных тел) от температуры,не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела.

Немецкий физик В. Вин (1864-1928), опираясь на законы термо- и электродинамики, установил зависимость длины волны lmax, соответствующей максимуму функции rl,T от температуры Т. Согласно закону смещения Вина,

т. е. длина волны lmax, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости rl,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, b - постоянная Вина; ее экспериментальное значение равно 2,9×10-3 м×К. Выражение (199.2) потому называют законом смещения Вина, что оно показывает смещение положения максимума функции rl,T по мере возрастания' температуры в область коротких длин волн. Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение (например, переход белого каления в красное при остывании металла).

Законы теплового излучения используются для измерения температуры раскаленных и самосветящихся тел (например, звезд). Методы измерения высоких температур, использующие зависимость спектральной плотности энергетической светимости или интегральной энергетической светимости тел от температуры, называются оптической пирометрией. Приборы для измерения температуры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптическом диапазоне спектра называются пирометрами. В зависимости от того, какой закон теплового излучения используется при измерении температуры тел, различают радиационную, цветовую и яркостную температуры.

 

 

Билет 22

Формула Вульфа-Брегга

Ультрафиолетовая катастрофа. Теория излучения Планка

 

Формула Вульфа-Брегга

Они предположили, что дифракция рентгеновского излучения является результатом его отражения от системы параллельных кристаллографических плоскостей (плоскостей, в которых лежат узлы (атомы) кристаллической решетки).

Представим кристаллы в виде совокупности параллельных кристаллографических плоскостей (рис. 264), отстоящих друг от друга на расстоянии d.

Пучок параллельных монохроматических рентгеновских лучей (1, 2,3) возбуждает атомы кристаллической решетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн 1”,2',3”, интерферирующих между собой. В целом это явление можно рассматривать как отражение рентгеновских лучей от кристаллических плоскостей а1,а2,а3, которые характеризуются межплоскостным расстоянием d. Интереференция (усл. Максимума) будет когда для отраженных (рассеянных) лучей 1”2”3” разность хода ∆=СВ+ВD равно целому числу, чилу длин полуволн

СВ+BD=dsin0

∆=2dsin0=2ml/2=ml

 

Ультрафиолетовая катастрофа. Теория излучения Планка.

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 368; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!