Прямая линия–траектория распространения света в свободном пространстве. Свет «ищет» самый короткий путь.

Дифракция-отклонение светового луча от прямолинейного распространения с рассеиванием при прохождении сквозь узкую щель или около тонкого предмета.

Дифракционная решетка- оптическое устройство, имеющее большое число отверстий, разделенных непрозрачными промежутками, на которых происходит дифракция света.

Обычно дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа параллельных штрихов одинаковой ширины, нанесенных на прозрачную или отражающую поверхность на одинаковом расстоянии друг от друга.

Дифракционную решётку применяют в спектральных приборах, также в качестве оптических датчиков линейных и угловых перемещений (измерительные дифракционные решётки), поляризаторов и фильтров инфракрасного излучения, делителей пучков в интерферометрах. Период дифракционной решетки- расстояние между серединами двух соседних щелей дифракционной решетки

Линза собирает параллельные лучи, которые идут от разных щелей дифракционной решетки, в одну точку на экране.

Главные максимумы формируются лучами, которые для соседних щелей ре-

шетки имеют разность хода, равную длине волны и излучаются в направлении

главных максимумов.

Плоская гармоническая волна, падающая перпендикулярно плоскости решетки после решетки распространяется в виде нескольких плоских волн, идущих в направлении главных максимумов, т.е. как лучи, идущие под углами, равны ми углам главных максимумов.

Формула разности хода лучей, идущих от двух соседних щелей дифракционной решетки. Δ=dsin(θ) Формула разности фаз лучей от соседних щелей. δ=2π Δ/λ=2π/λ dsin(θ)

Дифракция Фраунгофера наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию. Чтобы осуществить этот тип дифракции, точечный источник света помещают в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием.

Если число зон Френеля четное, наблюдается дифр.максимум, а если нечетное, набл. Дифр.минимум

29. Поляризация. Поляризаторы. Законы Малюса и Брюстера.

Закон Малюса- физический закон, согласно которому интенсивность световой волны, прошедшей анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскость поляризации световой волны и плоскостью пропускания анализатора.

Закон Малюса — зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

 где I₀ — интенсивность падающего на поляризатор света, I — интенсивность света, выходящего из поляризатора.

Плоско поляризованный свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами. Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные некоторой плоскости (плоскости поляризатора), и полностью или частично задерживают колебания перпендикулярные этой плоскости. На выходе из поляризатора получается свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями другого. Такой свет называется частично поляризованным. Частично поляризованный свет, как и естественный, можно представить в виде наложения двух некогерентных плоско поляризованных волн с взаимно перпендикулярными плоскостями колебаний. В случае естественного света интенсивность этих волн одинакова, а в случае частично поляризованного – разная.

Анализатор - устройство позволяющее определить плоскость поляризации.

Луч, падающий под определенным углом к отражающей поверхности, при отражении полностью поляризуется в плоскости, параллельной этой поверхности.

Закон Брюстера описывает линейную поляризацию света при отражении луча от поверхности. Согласно этому закону, при определенном угле падения свет полностью поляризуется параллельно отражающей поверхности, и величина этого угла зависит от свойств отражающего вещества. Угол падения, при котором происходит полная поляризация отраженного и преломленного света, называется углом Брюстера, и его тангенс равен коэффициенту преломления

Поляризация света — совокупность явлений, в которых проявляются свойства поперечных электромагнитных волн, волн видимой части света. Волна называется поляризованной, если в ней существует выделенное направление колебаний. Различают линейную (плоскую), круглую (циркулярную, электрическую).

Виды поляризации света: Поляризация возникает только у поперечных волн. Плоская световая волна называется линейно-поляризованной, если напряженность меняется в одной плоскости, в которой расположена нормаль к фронту линейной волны.

Естественный свет не поляризован, так как он изучается атомами, ориентированными в пространстве произвольным образом, то есть и меняются произвольно. Такой свет обладает (статистически) осевой симметрией относительно направления распространения.

Поляризация при помощи поляроидов. Поляроиды представляют собой целлулоидные пленки с нанесенным на них тончайшим слоем кристалликов сернокислого нодхинина. Применение поляроидов является в настоящее время наиболее распространенным способом поляризации света.

Поляризация посредством отражения: Если естественный луч света падает на черную полированную поверхность, то отраженный луч оказывается частично поляризованным. В качестве поляризатора и анализатора может быть употреблено зеркальное или достаточно хорошо отполированное обычное оконное стекло, зачерненное с одной стороны асфальтовым лаком. Степень поляризации тем больше, чем правильнее выдержан угол падения. Для стекла угол падения равен 57°.

Поляризация посредством п р е л о м л е н и я: Световой луч поляризуется не только при отражении, но и при преломлении. В этом случае в качестве поляризатора и анализатора используется стопка сложенных вместе 10—15 тонких стеклянных пластинок

30.Абсолютно белое и абсолютно черное тело. Спектральная плотность мощности излучения черного тела. Закон Кирхгофа.

Тепловое излучение(ТИ)—это испускание ЭМ-волн нагретым телом за счет его внутренней энергии. Все остальные виды свечения тел, возбуждаемые за счет видов энергии, отличие от тепловой, называют люминесценцией.

Если тело полностью поглощает падающее на него излучение любой частоты, но не отражает его, то тело называют абсолютно чёрным, а если тело полностью отражает излучение, но не поглощает его, то тело называют белым.

Если АЧТ раскалить, то, как показывает опыт, оно будет светить ярче, чем серое тело. Например, если на фарфоровой тарелке нанести рисунок желтой, зеленой и черной краской, а затем тарелку нагреть до высокой температуры, то черный рисунок будет светить ярче, зеленый слабее, и совсем слабо будет светиться желтый рисунок. Примером раскаленного АЧТ является Солнце.

Характеристики излучения, зависящие от частоты ν или длины волны λ излучения, называютспектральными.

Закон Кирхгофа: Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности не зависит от природы тела и поэтому является универсальной функцией частоты и температуры.

Поскольку поглощательная способность АЧТ =1 , то из уравнения выше следует, что универсальная функция Кирхгофа является спектральной плотностью энергетической светимости абсолютно черного тела.

Спектральная плотность энергетической светимости любого тела в любой области спектра всегда меньше спектральной плотности энергетической светимости Черного тела.

Закон Кирхгофа описывает только тепловое излучение тел, а излучение, которое не подчиняется этому закону, не является тепловым. Например, при фото - или хемилюминесценции интенсивность свечения в ряде спектральных областей значительно больше, чем у теплового излучения черного тела, находящегося при той же температуре.