ТОП 10:

Излучение электрического диполя



Согласно представлениям классической электродинамики, электромагнитные волны возбуждаются электрическими зарядами, движущимися с ускорением, в частности, электрической цепью (проводом), ток в которой изменяется.

Простейшей излучательной системой является электрический диполь, момент которого (см. параграф 1.5 в конспекте лекций, ч.II) изменяется с течением времени по гармоническому закону p=p0coswt, (21)

где р0=ql0 – амплитудное значение момента диполя.

Средняя мощность, излученная диполем за промежуток времени T=2p/w

, (22)

т.е. пропорциональна квадрату дипольного момента и четвертой степени круговой частоты. При этом диполь излучает не одинаково в различных направлениях. Интенсивность излучения в волновой зоне (т.е. при r>>l0 и r>>l)

I~ sin2q/r2. (23)

На рис. 3 приведена зависимость I(q) при фиксированном расстоянии от диполя r. Эту зависимость называют диаграммой направленности излучения диполя. Из нее следует, что диполь всего сильнее излучает в направлениях q =p/2 и 3p/2, а вдоль оси диполя (q = 0, p) диполь не излучает совсем.

Рассмотренные выше результаты были использованы в приближенной классической теории излучения атомов, согласно которой это излучение обусловлено колебаниями электронов около их положения равновесия в атомах. В этом случае в формулах (21), (22) p0=еl0 .

Итак, движущийся ускоренно электрон в атоме обладает механической энергией W=mv2/2=mw2l02/2, которую он излучает. В связи с этим колебания электрона являются затухающими. Амплитуда колебаний электрона l0 c течением времени уменьшается по закону l0=l00exp(-bt), где b – коэффициент затухания, обусловленного излучением энергии.

Промежуток времени t, за который амплитуда колебаний электрона l0уменьшается в е раз (е » 2,72) называют иногда средним временем жизни излучающего атома. Можно показать, что t ~ l2 и, например, для l=5×10-7 м, соответствующей зеленому свету t = 2,25×10-8 с. (24)

Шкала электромагнитных волн

В зависимости от длины волны в вакууме l или частоты n=с/l, а также способа излучения и регистрации различают несколько видов электромагнитных волн: радиоволны, оптическое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Радиоволны образуются при ускоренном движении электронов, т.е. переменными токами. Для радиоволн 104 м > l > 5×10-5 м.

Оптическое излучение возникает при переходе электронов в атомах с верхних энергетических уровней на более низкие, за счет теплового излучения тел (за счет теплового движения зарядов). Для него 1 мм > l > 10 нм(1 нм=10-9 м).

К оптическому излучению относятся инфракрасное (1 мм > l > 770 нм), видимое (770 нм > l > 380 нм) и ультрафиолетовое излучение (380 нм > l > 10 нм).

Рентгеновское излучение возникает при торможении заряженных частиц в веществе, при переходе электронов в атоме с верхних на самые низкие энергетические уровни. Для него 2×10-9 м > l > 6×10-12 м.

Гамма-излучение возникает при ядерных реакциях, для него l < 0,1 .

(1 ангстрем= 10-10 м).

Лекция 3. Интерференция света

Раздел физики, занимающийся изучением природы света, закономерностей его испускания, распространения и взаимодействия с веществом называется оптикой.

В волновой оптике рассматриваются оптические явления, в которых проявляется волновая природа света, например, явления интерференции, дифракции, поляризации и дисперсии света. Рассмотрение этих явлений проводится в трех лекциях.







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.85.214.125 (0.006 с.)