Шпаргалка «Экзаменационная» по Физике (Переверзев В. Г.)

Кирилл Николоев чт, 31.03.2016 22:42

1. Электромагнитная природа света. Т.к. свет представляет собой электромагнитные волны, то в основе волновой оптики лежат уравнения Максвелла и вытекающие из них соотношения для электромагнитных волн. Согласно электромагнитной теории Максвел-ла , где с и v соответственно ско-рости распространения света в среде с диэлек-трической проницаемостью и магнитной проницаемостью и в вакууме. Это соотно-шение связывает оптические, электрические и магнитные постоянные вещ-ва. По Максвел-лу, и величины, не зависящие от длины волны света, поэтому электромагнитная тео-рия не могла объяснить явление дисперсии (зависимость показателя преломления от дли-ны волны). Значения показателя преломления характеризуют оптическую плотность среды (оптически более и менее плотные среды). Длина световой волны в среде с показателем n связана с длиной волны в вакууме: .

2. Сложение колебаний световых волн. В классической волновой оптике рассматрива-ются среды, линейные по своим оптическим св-вам, т.е такие, диэлектрическая и магнитная проницаемость которых н.з. от интенсивности света. Поэтому в волновой оптике справедлив принцип суперпозиции волн. Явления, наблю-дающиеся при распространении света в опти-чески нелинейных средах, исследуются в не-линейной оптике. Нелинейные оптические эффекты становятся существенными при очень больших интенсивностях света, излучаемого мощными лазерами. Пусть две волны одина-ковой частоты, накладываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одинакового направления: . Амплитуда результирующего колебания в данной точке будет: где . Если разность фаз возбуждае-мых волнами колебаний остается постоянной во времени, то волны наз-ся когерентными

3. Когерентность и интерференция световых волн. Явление интерференции света состоит в отсутствии суммирования интенсивностей световых волн при их наложении, т.е. во вза-имном усилении этих волн в одних точках пространства и ослаблении – в других. Необ-ходимым условием интерференции волн явля-ется их когерентность. Этому условию удо-влетворяют монохроматические волны одина-ковой частоты (неограниченные в простран-стве волны одной определенной и строго постоянной частоты). Так как ни один реаль-ный источник не дает строго монохроматиче-ского света, то волны, излучаемые любыми независимыми источниками света, всегда не-когерентны (например, две лампочки). Однако из-за поперечности электромагнитных волн условие их когерентности еще не достаточны для получения интерференционной картины. Необходимо, кроме того, чтобы колебания векторов Е электромагнитных полей интер-ферирующих волн совершались вдоль одного и того же или близких направлений. Продол-жительность процесса излучения света атомом t~10-8 с. За этот промежуток времени возбуж-денный атом, растратив свою избыточную энергию на излучение, возвращается в нор-мальное (невозбужденное) состояние и излу-чение им света прекращается. Затем, спустя некоторый промежуток времени атом может вновь возбудиться и начать излучать свет. Такое прерывистое излучение света атомами в виде отдельных кратковременных импульсов – цугов волн – характерно для любого источни-ка света независимо от специфических осо-бенностей тех процессов, которые происходят в источнике и вызывают возбуждение его ато-ма.

4. Расчет интерференционной картины от двух источников. Расчет интерференцион-ной картины для двух источников можно про-вести используя две узкие параллельные щели, расположенные достаточно близко друг к другу.

Щели S1 и S2 находятся на расстоянии d друг от друга и являются когерентными источни-ками света. Интерференция наблюдается в произвольной точке А экрана, параллельного обеим щелям и расположенного от них на расстоянии l, причем l>>d. Начало отсчета выбрано в точке О, симметричной относи-тельно щелей. Интенсивность в любой точке А экрана, лежащей на расстоянии х от О, определяется оптической разностью хода

(разностью оптических длин про-ходимых волнами путей). Из рисунка имеем: откуда или . Из условия l>>d следует, что поэтому . Подставив найденное значение в условия интерференционного максимума и минимума: и , получим, что максиму-мы интенсивности будут наблюдаться при , а минимумы – при . Расстояние между двумя соседними максимумами (или миниму-мами) называемое шириной интерференцион-ной полосы равно: . не зависит от порядка интерференции (величины m) и является постоянной для . обратно пропорционально d, след. при большом рас-стоянии между источниками, например,

Скачать файлы

Похожие документы