Основные частотные диапазоны эл-м волн

λ, м 1011 106 10-3 10 -7 760-400 нм 10 -8 10 -9 10 -13
ν, Гц 3∙10-3 3∙102 3∙1011 3∙1015 (3,9-7,5)∙1014 3∙1016 3∙1017 3∙1021
назв НЧ волн радиоволн ИК лучи видимый свет УФ рентген γ - излучение
кто ген ~ток р/передат тепло
для гидроакк связь в темн. медиц медиц строение вещ-ва

9. Коэффициенты отражения и пропускания при обычном падении волны на границу 2-х диэлектриков I – интенсивность света – средняя по времени энергия, переносимая э-м Основные частотные диапазоны эл-м волн волной через ед. площадку, ┴ к направлению распространения волны в единицу t. Для света . где S –вектор Умова-Пойтинга


- коэффициент отражения. – коэфф-нт пропускания.


Из условия непрерывности Еτ на границе (y=0): (1)

Из условия непрерывности Нτ на границе (y=0):


(2)

Из (1) и (2) имеем (при y=0):


При отражении от оптически Основные частотные диапазоны эл-м волн более плотной среды происходит изменение фазы на π.

~



где - относительный пок-ль 2-й ср. по отн. к 1-й. ρ ≠ τ

2) И тогда I = I1 + I2 (независимо от Δφ)


3) Общий случай – случайное направление


Интерференция – сложение колебаний, при котором происходит перераспределение энергии светового потока и могут наблюдаться минимумы и максимумы интенсивности.

Наблюдается при зависимости фаз колебаний (т.е. CosΔφ ≠ 0) и Основные частотные диапазоны эл-м волн не-перпендикулярности векторов Е(т.е. ).

Поляризаторы П. – устройства либо приборы, с пом. которых можно получить поляризованный свет. На выходе безупречного П. выходит линейный плоскополяризованный свет. На выходе несовершенного П. – к тому же отчасти неполяризованный свет. Принцип деяния П. свободно пропускает колебания с вектором , лежащим в одной Основные частотные диапазоны эл-м волн плоскости, именуемой пл. поляризатора (ПП). Если пл. колебаний вектора лежит в ПП, то волна проходит вполне. Если пл. колебаний ПП, то волна не проходит. В других случаях волна проходит отчасти. - степень поляризации, где Imax и Imin - макс и мин вероятные интенсивности. 0 ≤Р≤ 1 Р = 0 – естественный свет; Р = 1 – плоскополяризованный свет. Закон Малюса Основные частотные диапазоны эл-м волн (для плоскополяриз. света) Пусть на эталон. П. падает плоскополяр. свет и угол меж пл. колебаний падающего света и ПП = φ. Тогда интенсивность света на выходе IВЫХ = IВХ∙Сos2φ 13. Оптическая разность хода. Условия min и max при интерференции 2-х волн. - для волн 1-го направления и естественного света. Δφ = φ2 – φ1 - разность фаз колебаний в (.) наблюдения Основные частотные диапазоны эл-м волн. Если Δφ = const, то это когерентные волны. Imax при Cos Δφ = 1 Отсюда Δφ = 2∙m∙π - условие max. Imin при Cos Δφ = 0 Отсюда Δφ = (2∙m+1)π - условие min.


Оптическая разность хода


Пусть ΔφО = 0

Δφ = k2r2 – k1r1


Усл. maxУсл. min

14. Методы получения интерференционной картины Для получ. интерфер. от реальных источников можно поделить волну на две части, а Основные частотные диапазоны эл-м волн позже "сложить" их. Эти половинки – когерентны. Это способ деления волн. К примеру, в опыте Юнга: S1 и S2 – вторичные источники Реальный точечный источник S и экран с 2-мя щелями эквивалентен 2-м когер. Так же работают зеркала и бипризма Френеля Интерференционную картину также можно следить при сложении прямой и оборотной волн Основные частотные диапазоны эл-м волн в стоячей волне. И, в конце концов, интерференция вероятна в тонких пленках, к примеру, кольца Ньютона. Экран 1. Разглядим подробнее получение интерференции от 2-х когер. источн.


Если среда однородная (по n), то оптическая разность хода:

15. Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона. Рассмотр. интерференцию отраженных 1 и 2 лучей, идущих от 1-го Основные частотные диапазоны эл-м волн источника. Отражаясь от фронтальной и задней поверх-ти пленки они имеют оптическую разность хода: Δ12 = (BC + CD)·n – AD·n + λ0/2 Из ΔАDВ и ΔВDС →


Усл. max: Усл. min:


В личном случае при θ1 = 0

Интерференция проходящих лучей тоже есть, но она очень неконтрастна, т.к. интенсивности проходящих лучей резко отличаются друг от друга Основные частотные диапазоны эл-м волн.

Так I2' < I1' в 400 раз.

Просветление оптики У стекла коэффициент отражения ρ ≈ 4%.

Для его уменьшения наносят узкую пленку с коэфф. преломления n'

Толщина d выбирается таковой, чтоб 1 и 2 лучи гасили друг дружку.

Больший эффект при Тогда ρ << 4%.

16. Временна'я и пространственная когерентность 1) временная Тут φ(t) – случайная фаза. Когда случайная Основные частотные диапазоны эл-м волн фаза изменяется приметно, волна становится некогерентной сама для себя, "запамятывает" исходную фазу. Время, за которое это произойдет (Δφ(t) ≈ π) именуется временем когерентности τКОГ. Расстояние, пройденное волной ℓКОГ = Сф· τКОГ - длина когерентности. φ(t) м.б. связана с разными процессами и описываться по-разному. а) немонохроматичность φ(t) = ωt – kr Δφ = (ω + Δω)t – ωt = Δωt б) разброс по Основные частотные диапазоны эл-м волн k Δφ = (k + Δk)Z – kZ = ΔkZ т.к. и


в) изменение φ(t) м.б. связана с конечностью длины цуга.

ℓКОГ = ℓЦУГ

Грубая оценка τКОГ для реальных источников ~10-3 с. Для лазеров ~ 10-2 с.

В тонких пленках интерференция вероятна при Δ ≤ ℓКОГ

17. Многолучевая интерференция Пусть имеется N колебаний схожей амплитуды А0 и схожей разности фаз Основные частотные диапазоны эл-м волн меж примыкающими колебаниями φ. Найдем суммарную амплитуду А. Разглядим ΔВОС и ΔBOD:


I ~ A2


Условие max:φ = 2π∙m (m = 0, ±1, ±2 …) - главные max m-го порядка

…..

А = А0NI = N2∙I0

Условие min:

(ℓ - целое,

не кратное N)

Ближний min - определяет ширину головного max.

18. Понятие дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция изучает поле в областях с Основные частотные диапазоны эл-м волн резкими неоднородностями среды либо в областях с огромным скоплением лучей. Тут законы ГО не применимы. Дифракция (от лат. diffractus — разломанный) - это явления, наблюдаемые при прохождении волн мимо края препятствия, связанные с отклонением волн от прямолинейного распространения при содействии с препятствием. Из-за Д. волны огибают препятствия, проникая в Основные частотные диапазоны эл-м волн область геометрической тени. Разъяснить явлен. Д. можно на базе принципа Гюйгенса-Френеля: 1. Всякую точку волнового фронта можно считать центром вторичного возмущения среды, которое вызывает сферическую волну. 2. Волновой фронт в хоть какой более поздний момент времени – есть огибающая этих вторичных волн. 3. Вторичные волны интерферируют меж собой. К примеру, после Основные частотные диапазоны эл-м волн узенькой щели в геометрической тени можно следить дифракцию Фраунгофера, а после круглого отверстия – дифракцию Френеля. Для их свойственны чередующиеся черные и светлые области на дисплее. 19. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Разделим сферическую волновую поверхность на нескончаемо тонкие кольца. Хоть какое из колец делает в (.)Р коле-бание Основные частотные диапазоны эл-м волн с амплитудой δА. Когда ↑↓ то колебания от 1-го и N-го кольца будут в про-тивофазе, т.е. расстоя-ние до т.Р отличается на λ/2. Кольца от 1 до N составят 1-ю зону Френеля.


Аналогично, когда ↑↓ то расстояние увели-чится еще на λ/2. Это 2-я зона колец.

По амплитуде А1 ≈ А2, но Основные частотные диапазоны эл-м волн в противофазе. Потому суммарная амплитуда от 2-ух примыкающих зон А≈0.

Такое разбиение на зоны Френеля продолжаем по всей волновой пов-ти. Т.к. расстояние до т.Р с номером зоны вырастает, то амплитуда зоны АN > AN+1. Потому векторная диаграмма для системы зон имеет вид медлительно скручивающейся спирали.

Если волна распространяется Основные частотные диапазоны эл-м волн в однородной среде без препятствий, то амплитуда в т.Р определяется вектором А∞ Он равен половине амплитуды А1, от 1-й зоны Френеля.

Найдем радиус m-ой зоны Френеля.

a2 = r2m + (a - h)2 = r2m + a2 – 2ah + h2

r2m = 2ah (*)

20. Дифракция Фраунгофера на щели Разобьем Основные частотные диапазоны эл-м волн щель на N узеньких полос шириной . θ – угол дифракции. В (.)Р колебание – итог интерференции от всех N полос. δА – амплитуда от одной полосы. Из многолучевой интерференции мы знаем, что


Разность хода лучей от примыкающих вторичных источников dΔ = dx∙Sinθ

Разность фаз



- зависимость интенсив-ти от угла дифракции


Условие min:

21. Дифракция Фраунгофера на Основные частотные диапазоны эл-м волн дифракционной решетке. Дифр. решетка – это повторяющаяся структура с чередующимися щелями на непрозрачном экране. На 1 мм 50…1000 щелей. d – период решетки b – ширина щели N – число щелей Δ – разность хода θ – угол дифракции (играет роль координаты) Чтоб отыскать амплитуду колебаний в т.Р, нужно сложить N колебаний ≈ схожей амплитуды А1 и с схожим сдвигом фазы Основные частотные диапазоны эл-м волн Δφ колебаний от примыкающих щелей.



Тут А0 и I0 – ампл-да и интенсивность колебания в центре дифракционной картины, т.е. при θ = 0.

22. Дифракционная решетка как спектральный прибор. - находится в зависимости от λ. Как следует, немонохроматичный свет разложится в диапазон. Спектральный прибор характеризуется дисперсией:


- угловой


- линейной

δθ – угловое расстояние меж гл. max спектральн. компонент, отличающихся Основные частотные диапазоны эл-м волн на δλ.

δℓ - линейное ---"---.

Угловая дисперсия

d·Sinθ = kλ d·Cosθ·δθ = k·δλ

Линейная дисперсия

Разрешающая способность дифр. решетки, как и хоть какого спектра-льного прибора, определяет наименьшую разность длин волн δλ, при которой главные максимумы для волн λ и λ+δλ воспринимаются в диапазоне раздельно. Разрешающей способностью именуют безразмерную величину

Аспект Рэлея:

т.е. разр. способность выше у Основные частотные диапазоны эл-м волн решетки

с огромным N и в max высших порядков k

23. Дисперсия. Дисперсионное соотношение. Групповая и фазовая скорости. В однородных изотропных средах без дисперсии С учетом дисперсии:


Тут - функции воздействия.

Зависимость D от Е во всех точках места – пространственная дисперсия.

Зависимость D от Е во всех предыдущих моментах времени – временная дисперсия.

Для монохроматичной волны:

- временная дисперсия;

- пространственная дисперсия Основные частотные диапазоны эл-м волн;

- временная и пространственная.


- дисперсионное соотношение

определяет связь


Если дисперсии нет, то

и связь - линейная.

С дисперсией:


Дисперсия вещества – величина


- обычная дисперсия;

- аномальная.

24. Простая теория дисперсии Разглядим атом, состоящий из + протона и – электрона. - осциллятор; - собственная частота осциллятора.


Если нет наружного поля: - ур-ие колебаний

Если есть поле, то

Сила Лоренца

B = μμoH В волне тогда


ССР Основные частотные диапазоны эл-м волн – скорость света

в среде

Пусть тогда FM << FЭЛ и

Тогда уравнение осциллятора

В точке нахождения атома Тогда

Дипольный момент атома

В молекуле (у каждого осциллятора своя ω0)

Дипольный момент молекулы:


Поляризация ΔN – кол-во молекул в ΔV

n0 – концентрация молекул

χ – диэлектрическая восприимчивость.

Кольца Ньютона(в отраженном свете) Плоско-выпуклая линза огромного радиуса кривизны (R~ 1 м) на стекля-ном зеркале Основные частотные диапазоны эл-м волн. Лучи падают нормально к повер-ти. Роль узкой пленки играет зазор толщины b. Луч 1 отраж. в т.А, луч 2 – в т.В. Смотрим концентрические черные и светлые кольца равной толщины. Угол падения на сферическую поверхность очень мал, потому отраженные лучи 1 и 2 идут практически вертикально. Усл. max: Усл. min: Из Основные частотные диапазоны эл-м волн ΔАОС: R2 = r2 + (R-b)2 r2 ≈ 2bR Тогда Условие светлых колец: Условие черных колец:


Кольца Ньютона(в проходящем свете)


Тут условия для светлых и черных колец изменяются местами.

Условия max и min: max: min: - ширина интерференционной полосы 2. Стоячая волна Для падающей волны:


Для отраженной:


При Z = 0 (из усл. непрерывности Основные частотные диапазоны эл-м волн Еτ на границе) Еτ = 0.


В стоячей волне вектора Е и Н колеблются в противофазе,

а в бегущей – в фазе.

Вектор Умова-Пойтинга:


- в стоячей волне энергия не переносится.

2) пространственная когерентность Нарушение когерентности м.б. связано с конечностью размеров источников света. Интерференционные полосы не станут различаться, если max от одной границы щели наложится Основные частотные диапазоны эл-м волн на min от другой границы.


~


где φ – угловой размер источника.

Если разность хода от примыкающих щелей Δ = kλ, то колебания от различных щелей приходят в т.Р в одной фазе и складываются (т.е. усиливаются). Это главные максимумы. Тут k = 0, ±1, ±2… - порядок головного max. Координаты минимумов найдем из условия Ближний к Основные частотные диапазоны эл-м волн нулевому max минимум, определяющий ширину основных max: Условие применимости приближения Фраунгофера Лучи можно считать параллель-ными, если Δ1 – Δ2 << λ d(Sinθ1 – Sinθ2) << λ



ℓ = d·N

ℓ = d·N

Различие дифракции Френеля и Фраунгофера. Дифракция Френеля – это более общий случай, а у Фраунгофера – личный, когда лучи можно считать параллельными. Нередко дифракцию Фраунгофера именуют "дифракцией в параллельных Основные частотные диапазоны эл-м волн лучах". Лучи можно считать параллельными, если b' - b << λ


Аналогично a' – a << λ и

Это условия применимости приближений Фраунгофера.


Если - дифракция Фраунгофера, если - Френеля,


если - законы геометрической оптики (ГО).


2bh + r2m = bmλ Тогда с учетом (*) получим:


osnovnie-elementi-kostyumov.html
osnovnie-elementi-obsluzhivaniya.html
osnovnie-elementi-okna-ms-excel.html