Проблема когерентности. Волновой цуг.

Атом может находиться в возбужденном состоянии около 10^-8 с и примерно столько же длится процесс излучения. Волна излучаемая атомом может быть в первом приближении представлена в виде волнового цуга- обрывка синусоиды. Длина равна примерно 3*10⁸ м/с * 10^-8 с=3м. На этой длине укладывается около 5*10⁶ длин световых волн. Световая волна представляет собой набор волновых цугов с беспорядочно меняющейся фазой. Две волны, фазы которых меняются случайно и независимо друг от друга называются некогерентными.

Применение интерференции света (кольца Ньютона. проверка качества обработки поверхностей. просветление оптики и др.).

Просветление оптики, то есть создание покрытий на поверхности оптических деталей, в первую очередь линз, является одним из простейших и наиболее распространенных применений интерференции света. На поверхности линзы создаётся специальное покрытие.

В таком случае волны, отраженные от границ раздела пленка-воздух и пленка-стекло будут складываться в противофазе и “гасить” друг друга. Для того чтобы это гашение было наиболее эффективным, необходимо дополнительно постараться уравнять амплитуды обеих отраженных волн. Это достигается подбором материала пленки.

На практике удачным подбором материала пленки удается снизить коэффициент отражения поверхности в 20-100 раз по сравнению с исходной поверхностью стекла - для когерентного излучения данной длины волны.

В случае когда падающий на поверхность свет не монохроматический, т.е. состоящий из света разных цветов (фотографические, микроскопические устройства), из вышеприведенной формулы очевидно, что обеспечить идеальное просветление для всех спектральных компонент невозможно. Поэтому просветление обычных бытовых фотообъективов и т.п. устройств выполняется в расчете на наилучшее просветление в области максимальной спектральной чувствительности глаза.

Кроме того, существует техника создания многослойных просветляющих покрытий со слоями различной толщины, эффективно осуществляющих гашение отраженного света в достаточно широкой спектральной области. Принцип действия таких слоев тот же что и описанный выше - взаимное интерференционное гашение двух или нескольких волн, отраженных от границ раздела многослойного покрытия.

Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса - Френеля. Явления, наблюдаемые при пропускании света через отверстия малых размеров.

Если волна идущая от источника проходит через отверстие то наблюдаются темные и светлые полосы. Дифракцией света наз. Огибание светом контуров непрозрачных предметов и как следствие этого проникновение света в область геометрической тени.

Принцип Гюйгенса-Возмущение в любой точке является результатом интерференции элементарных различных волн, излучаемых каждым элементов некоторой волновой поверхности.

Явления- Увеличение размеров отверстия не должно влиять на освещенность в точке О.

Каждая точка волны проходящей через отверстие становится вторичным источником волн. Зависимость освещенности в точке О оказывается более сложной При увеличении радиуса отверстии освещенность увеличивается.. Все вторичные источники волн когерентны Накладываясь друг на друга они создают интерференционную картину Чтоб дифракционная картина была яркой надо пропускать свет через несколько параллельных щелей.

Дифракционная решетка. Границы применимости геометрической оптики.

Дифракционная решетка- спектральный прибор служащий для разложения света в спектр и измерения длинны волны.Решетки бывают металлическими и стеклянными. На них наносится большое число параллельных штрихов.Наблюдения на мет. решетка проводятся только в отраженном свете. А на стекл-в проходящем свете. D sin f=kl

Дифракционную решетку можно использовать для определения состава светового излучения поскольку свет соответствующий различным длинам волн имеет максимумы в различных местах экрана. Направляя на решетку белый свет можно получить его спектр. Фиолетовые лучи- наименьшую длину волны, красные наибольшую.

Границы применимости.- Закон прямолинейного распространения света и другие законы геометрической оптики выполняются достаточно точно лишь в том случае если размеры препятствий на пути распространения света много больше длины световой волны.

Дифракция не позволяет получить отчетливое изображение мелких предметов, т.к свет огибает предметы. И изображение получается размытым. Дифракция налагает предел на разрушающую способность телескопа.

Явление дисперсии света. Классическая электронная теория дисперсии света.

Аномальная дисперсия. Цвета тел. Радуга.

Если пучок белого света не только отклоняется но и разлагается на цветные пучки то это явление дисперсии света.(ньютон)

Красные лучи испытывают меньшее отклонение. Чем фиолетовые.

Выводы Ньютоны: Белый свет является сложным светом состоящим из цветных лучей.2)для лучей света различной цветности показатели показатели преломления различны.

Классическая электронная теория лоренца рассматривает дисперсию света как результат вынужденных колебаний электронов. Входящих в состав атома. Показатель преломления вещества различен для различный частот. с увеличением длинны свет волны показатель преломления уменьшается

Где в парах йода красный свет преломляется сильнее чем синий- это аномальная дисперсия. Все тела которым присуща аном. дисперсия сильно поглощают свет.

Цвет непрозрачного тела в отраженном свете определяется смесью лучей тех цветов которые оно отражает. многие тела поглощают часть видимого излучения.

Радуга бывает видна на свету. Ньютон выделил 7 цветов. радуга видна потому что при определенном угле падения лучей происходит полное отражение внутри капли. Потом преломление лучей.

Поляризация света. двойное лучепреломление. Поляризатор и анализатор. дихромизм. Оптическая активность.

Для продольной волны все направления в пространстве равнозначны. Но у поперечной волны её векторная

величина совершает колебания в плоскости, перпендикулярной направлению волны. Основной характеристикой световой волны является электрический вектор (световой вектор) Плоскость колебания –плоскость в которой колеблется световой вектор. Она определяется направлением распространения волны и вектором ускорения заряда. Плоскость в которой совершает колебания вектор маг поля называется плоскостью поляризации. В суммарном излучении направление колебаний светового вектора меняется беспорядочно. Свет у которого вектор колеблется беспорядочно перпендикулярно наз неполяризованным

Попытались получить интерференционную картину путем сложения обоих пучков. Результат отрицателен.

Это можно объяснить предположив что 2 пука поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. Естественный свет направленный вдоль оптической оси не преломляется и не раздваивается т.к структура кристалла симметрична относительно этого направления. Но если луч направить на кристалл под углом к оптической оси то из кристалла выйдут 2 луча. Их назвали обыкновенным и необыкновенным. Угол преломления необычного больше. Показатель преломления для необыкновенного луча зависит от угла падения. Свет у которого направление колебаний вектора строго фиксировано наз линейно поляризованным.Под поляризацией сета понимают выделение из естественного света световых колебаний с определенным направлением эл вектора. Зависимость показателя поглощения вещества от направления колебаний вектора наз Дихроизмом. Устройство которое позволяет выяснять такова плоскость колебаний света наз анализатором. Вещества где угол поворота пропорционален концентрации этого вещества наз оптически активными. Степень активность у разных веществ различна.

Голография и её применение.

Сущность идеи состояла в фиксации полной информации о предмете.. Изображения получаемые

в фотоаппаратах регистрируют интенсивность волны. Фаза волны теряется. Габорг предложил

использовать явление интерференции чтоб зафиксировать частотные соотношения в волне. Если фотография регистрирует 1 параметр волны –амплитуду то, по методу регистрации полная информации о всех параметрах волны –частоте фазы и амплитуде. Голографический метод состоит из 2 этапов. Сначала получают интерференционную картину, Оба потока которые отражаются от зеркала и от предмета образуют интерференционную картину., представляющую собой чередование темных и светлых пятен. Для восстановления голограммы ее освещают излучениями.

Достоинства: В обычной фотографии каждый участок эмульсии изображает отдельный участок предмета. В голограмме каждый участок содержит информацию о всей картине.Голограмму характеризует большая емкость информации по сравнению с фотоснимком.

Применяется в количественном исследовании воздушных потоков в аэродинамических трубах.

52. Виды излучения. Тепловое и люминесцентное излучение (основные характеристики с примерами).

Свет- Электромагнитные волны излучают при ускоренном движении заряженных частиц. Излучение переходит при переходе из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей.При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в состояние в большей энергией, Излучая атом теряет полученную энергию и для непрерывного свечения необходим приток энергии.

Тепловое излучение — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии. Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины

волны испускаемого света.