Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля

Дифракцией света называется явление огибания светом препятствий и попадания света в область геометрической тени.
Френель дополнил принцип Гюйгенса, предложив считать каждую точку фронта не просто вторичным источником, а источником когерентных волн.

Френель предложил разбить фронт волны на области, зоны. Расстояния от каждой точки зоны до точки наблюдения дифракционной картины принимаются одинаковыми.

 

Дифракция на круглом отверстии

Результат дифракции в центре картины (в точке ) зависит от того, сколько зон Френеля открываются наблюдателю в этой точке. Если отверстие оставляет открытым чётное число зон, то после сложения их вклады взаимно уничтожатся, и в центре картины будет наблюдаться минимум освещённости. Если число открытых зон нечётно, то после попарного взаимного уничтожения вклад одной из зон останется не скомпенсированным: в точке наблюдения будет максимум освещённости

Дифракция на круглом непрозрачном диске

Пусть диск перекрывает первых зон Френеля на фронте волны.
В этом случае в центре геометрической тени непрозрачного круглого диска наблюдается маленькое светлое пятнышко! Пятнышко окружено системой концентрических чередующихся тёмных и светлых колец.

 

50) Дисперсия света

Дисперсией света называется зависимость показателя преломления от частоты () или длины волны (). Или зависимость фазовой скорости от его частоты.

или

В области нормальной дисперсии с увеличением частоты света (уменьшением ) показатель преломления возрастает. При аномальной дисперсии увеличение частоты приводит к уменьшению

 

Поляризация света

Поляризованной называется электромагнитная волна, в которой направление колебания вектора электрического (магнитного) поля каким-либо образом упорядочены:

а, б – плоско поляризованный свет;

в – свет с круговой поляризацией.

 

Закон Малюса

Если естественный свет проходит через поляризатор (P), то он становится плоско поляризованным, а интенсивность:

При прохождении второго поляризатора (анализатора - A) интенсивность зависит от угла по закону Малюса:

Закон Брюстера

Имеет отношение к веществам, которые при взаимодействии со светом проявляют себя как диэлектрики (дело в том, что для химических металлов, при коротких длинах волн используемого света, эффект Брюстера тоже наблюдается, по некоторым причинам).

Сам закон простой:
tg aБр = n.

А означает это то, что при падении света на границу раздела сред под некоторым углом "а" доля линейно поляризованного света в отраженной волне зависит от этого угла. И при некотором угле "аБр" (определяемом этой формулой) отраженный свет оказывается полностью поляризованным (перпендикулярно плоскости падения). Величина "n" - относительный показатель преломления для пары сред, в которой происходит процесс.

На знании об эффекте Брюстера основано применение так называемых "антибликовых" очков - для рыбаков и водителей..

Степень поляризации (не нашёл)

51) Поглощение и рассеяние света

Ослабление пучка света при его распространении в веществе за счёт совместного действия процессов поглощения и рассеяния называется экстинкцией света (от латинского exstinctio – гашение).

Закон Бугера-Ламберта:

Где: – интенсивность света;

– коэффициент экстинции ( - коэффициент поглощения, - коэффициент рассеяния);

– толщина слоя

Виды спектров поглощения

Линейчатый спектр поглощения – одноатомные пары или газы. Очень резкие и узкие линии, которые соответствуют собственным колебаниям электронов в атомах.

Полосы поглощения – молекулы. Колебания атомов приводит к образованию широких полос.

Сплошной спектр поглощения – твердые и жидкие вещества. Например, зеркало (металл) или непрозрачная жидкость.

52) Передача сигнала с помощью электромагнитных волн (модуляция)

Несущая частота – частота электромагнитной волны, распространяющейся в пространстве.

Модулирующий сигнал – передаваемая информация.

Амплитудная модуляция – изменение амплитуды несущего сигнала в соответствии с передаваемой информацией.

Частотная модуляция – изменение частоты несущего сигнала в соответствии с передаваемой информацией.

53) Поляризация света

Поляризованной называется электромагнитная волна, в которой направление колебания вектора электрического (магнитного) поля каким-либо образом упорядочены:

а, б – плоско поляризованный свет;

в – свет с круговой поляризацией.

Принцип стерео кино

При использовании линейной поляризации два изображения накладываются друг на друга на один и тот же экран через ортогональные (расположенные под углом 90 градусов друг к другу) поляризационные фильтры в проекторах. При этом необходимо использование специального посеребрённого экрана, который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости (поскольку на экран падает только 0,71 света, излученного каждым проектором).

(в 50 вопросе все тоже самое)

54) Абсолютно черное тело (АЧТ)

1. Тело, способное поглощать ВСЁ падающее на него излучение любой частоты называется абсолютно черным телом АЧТ).

2. Спектральная поглощательная способность АЧТ:

Испускательная способность

Энергетическая светимость тела – энергия, испускаемая в единицу времени с единицы поверхности тела во всех направлениях в диапазоне частот от нуля до бесконечности; размерность -Вт/м2

Поглощательная способность

Поглощательной способностью (коэффициентом поглощения) (или , ) называется отношение поглощенной энергии в единицу времени единичной площадью на определенной частоте к падающей. Поглощение неодинаково на разных частотах (длинах волн) и при разных температурах. Часть энергии телом отражается, часть – пропускается, поэтому для реальных тел поглощательная способность всегда меньше единицы.