Тақырып Геометриялық оптика. Жарықтың затпен әсерлесуі. Негізгі сұрақтар
жүктеу/скачать 171.45 Kb.
|
1 2
file-1737- Бұл бет үшін навигация:
- Жарықтың затпен әсерлесуі Негізгі сұрақтар
- Өзіндік бақылау сұрақтары
| Өзіндік бақылау сұрақтары:
Геометриялық оптиканың негізгі заңдарын ата. Жарықтың түзу сызықты таралу заңы қалай айтылады? Шағылу заңы қалай айтылады? Жарықтың сыну заңы қалай айтылады? Толық шағылу деген не? Лаплас операторы қалай жазылады? Жарықтың затпен әсерлесуі Негізгі сұрақтар: Жарық дисперсиясы. Жарықтың жұтылуы. Жарықтың шашырауы. Ортаның сыну көрсеткішінің толқын ұзындығына байланыстылығы жарық дисперсиясы делінеді (17.1) Жарықтың призмадан өткенде түрлі түсті спектрге ажырауы дисперсия салдарынан болады. Монохроматты жарық сәулесінің призмадан өтуін қарастырайық. Сыну көрсеткіші призмаға сәуле бұрышымен түссін (90-сурет). Призманың екі қырынан шағылған сәуле өзінің бастапқы бағытынан бұрышқа ауытқиды. Суреттен мұнда – призманың сындыру бұрышы. мен А бұрыштары кішкене болғандықтан және бұрыштары да аз шамалы болады. Сондықтан бұл бұрыштардың синустарының орнына олардың мәнін алуға болады: , , , . 90-сурет
Бұл теңдіктерден ; , олай болса (17.2) (17.2) формула бойынша ауытқу бұрышы ортаның сыну көрсеткішіне байланысты. Ортаның сыну көрсеткіші толқын ұзындығына байланысты. Осыдан ауытқу бұрышының толқын ұзындығына байланыстылығы шығады. Әртүрлі ұзындықты толқындар әртүрлі ауытқитындықтан призмадан ақ жарық өткенде түрлі түсті спектрге ажырайды. Бұл құбылысты алғаш рет Ньютон бақылаған. Призманың көмегімен де, дифракциялық торды қолданғандай, жарықты спектрге ажырата отырып оның спектральдық құрамын анықтауға болады. Дифракциялық тор көмегімен толқын ұзындығын төменгі формуладан анықтауға болады – дифракциялық тор тұрақтысы белгілі, ауытқу бұрышын өлшей отырып, толқын ұзындығын анықтауға болады. Бұдан, үлкен болған сайын бұрышының да артатындығы көрінеді. Призмада ақ сәуле ортаның сыну көрсеткіші бойынша спекрге ажырайды. Толқын ұзындығы үлкейген сайын кеми береді (91-сурет). 91-сурет Сыну көрсеткіші күлгін сәулелерге қарағанда аз болатын қызыл сәулелер призмада азырақ ауытқиды. шамасы заттың дисперсиясы делінеді. 91сурет бойынша толқын ұзындығы азайған сайын ортаның сыну көрсеткіші арта береді. Мұндай дисперсия қалыпты дисперсия делінеді. Толқын ұзындығы азайған сайын ортаның сыну көрсеткіші кеми бастаса оны аномаль дисперсия дейді. Дифракциялық тордың бұрыштық дифракциясы . (17.3) Максвеллдің электромагниттік теориясы бойынша ортаның абсолюттік сыну көрсеткіші (17.4) - заттың магниттік өтімділігі, - ортаның диэлектрлік өтімділігі, көптеген заттар үшін , олай болса . (17.5) Осы формула арқылы анықталған сыну көрсеткішінің мәні тәжірибе нәтижелерімен сәйкес келмейді. Екіншіден формуласы бойынша сыну көрсеткіші айнымалы мәнге ие бола отырып, сонымен қатар (17.5)-ша белгілі бір тұрақтыға тең. Мұндай ауытқушылықты Лоренц теориясы сәйкестендіреді. Лоренц теориясы бойынша жарық дисперсиясы - электромагниттік толқын мен ортаның зарядталған бөлшектерінің әсерлесуінің нәтиже: ортаның сыну көрсеткіші жарық толқындарының жиілігі -ге байланысты шама болсын. мен арасындағы байланыстылық мұнда -диэлектрлік қабілеттілік, – электрлік тұрақты, - поляризация векторы. (2.4.1.2) бойынша ортаның сыну көрсеткіші поляризация векторына байланысты (17.6) Электр өрісінің әсерінен электрондар еріксіз тербеліске ұшырайды. Электронның диопольдық моменті , – электрон заряды, – жарық толқынының электр өрісінің әсерінен ығысуы. Егер диэлектриктегі атомдардың концентрациясы болса, поляризацияланудың лездік мәні (17.7) осы формулаларды пайдаланып жазатын болсақ (17.8) Сондықтан электронның сыртқы өріс әсерінен ығысу шамасын анықтау керек. Сыртқы өрістің кернеулігі бойынша өзгерсін. Еріксіз тербеліс теңдеуі (17.9) – электронға әсер етуші толқындық өріс күшінің амплитудалық мәні, – электронның меншікті тербеліс жиілігі. (17.9)теңдеуінің шешуі (17.10) мұнда (17.11) (17.8) –ға (17.10)- ны қойғанда (17.12) Сонымен сыртқы өріс жиілігіне ( ) байланысты. -ден -ге дейін және артқан сайын артып отырады (қалыпты дисперсия) (92-сурет); болғанда ; - ден дейін және -тен 1-ге дейін артады (қалыпты дисперсия). 92-сурет үзік сызықтармен көрсетілген қисығы артқанда кішірейетіндігін көрсетеді (аномаль дисперсия). Бұл уақытта ортаның кедергісі ескерілмейді. Өзіндік бақылау сұрақтары: Заттағы жарықтың таралуын қалай түсінуге болады? Жарық дисперсиясы деген не? Заттың дисперсиясы қалай анықталады? Қалыпты дисперсия деген не? Аномаль дисперсия деген не? Жарықтың жұтылуы деген не? жүктеу/скачать 171.45 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2