Условие максимум освещенности

2. Если разность хода CF = (2n)l/2 – равна четному числу длин полуволн, то колебания лучей 1-2 и 3-4 будут усиливаться, и наблюдается максимум освещенности :: (4.9)

Т.к. угол j зависит от длины волны (sinj ~ l), то положения максимумов для разных длин волн различны. Таким образом дифракционная решетка представляет собой спектральный прибор для разложения белого света в спектр и определения длины волны (фиолетовый к центру, красный – наружу) .

Число главных максимумов ограничено , поскольку sinj£1

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА.

Дисперсией светаназывается зависимость показателя преломления n от частоты ν (длины волны λ ) света (или зависимость фазовой скорости υ световых волн от его частоты ν ). l=сТ=c/n, (4.11) т.к. Т= 1/n

Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму.

Дисперсияпроявляется лишь при распространениинемонохроматических волн.

На явлении нормальной дисперсии основано действие призменных спектрографов. Угол отклонения лучей призмой зависит от показателя преломления, который в свою очередь, зависит от длины волны. Поэтому призма разлагает белый свет в спектр, отклоняя красные лучи (длина волны больше) слабее, чем фиолетовые (длина волны меньше).

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА.

Естественный и поляризованный свет.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества независимо излучающих атомов. Поэтому все ориентации вектора E будут равновероятны. Такой свет называется естественным(рис. (а)).

Поляризованным светомназывается свет, в котором направления колебания вектора Eкаким-либо образом упорядочены.

Плоскополяризованный свет —свет в котором вектор E колеблется только в одной, проходящей через луч плоскости (рис. (в) выше и рис. (а) и (б) напротив).Эта плоскость называется плоскостью поляризации.

Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления. В качестве поляризаторов используются среды, анизотропные в отношении колебаний E .

Закон Малюса

При прохождении естественного света через поляризатор он становится плоскополяризованным и его интенсивность уменьшается вдвое. Для того чтобы оценить интенсивность уже поляризованного света на его пути поставим второй поляризатор (анализатор) под углом первому. Интенсивность Iсвета, прошедшего через анализатор, меняется в зависимости от угла по закону Малюса:

(5.10)

Следовательно, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора:

откуда ,

когда поляризаторы параллельны и I_min = 0 , когда поляризаторы скрещены.

Поляризация света при отражении и преломлении.

Если при падении естественного света на границу раздела двух диэлектриков, то отраженный и преломленный лучи являются частично поляризованными.

Если тангенс угла падения равен относительному показателю преломления, то отраженныйлуч является плоскополяризованным :

tg i_B = n₂₁ (5.11)

Угол i_B наз. углом Брюстера,

При этом отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны:

Поляризация света при Двойном лучепреломление.

Двойное лучепреломление— это способность прозрачных анизотропных кристаллов раздваивать каждый падающий на них световой пучок.

Если на кристалл направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча параллельных друг друга и падающему лучу.: обыкновенный (o),являясь продолжением падающего луча, а второй отклоняется (называется необыкновенный (e)).

о -и e –лучи плоскополяризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях: колебания светового вектора в о-луче происходят перпендикулярно главной плоскости, в е -луче — в главной плоскости.

ВРАЩЕНИЕ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ.закон Био

Некоторые вещества (например, кварц, сахар, скипидар) и растворы, называемые оптически активными, обладают способностью вращать плоскость поляризации. Угол поворота плоскости поляризации

(4.12)

где , α — удельное вращение (угол поворота плоскости поляризации слоем оптически активного вещества единичной толщины, С-концентрация, d — толщина слоя вещества). Закон Био.

Оптическая активность обуславливается:

1) строением молекул вещества (их асимметрией);

2) особенностями расположения частиц в кристаллической решетке.

§3. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ

Свет обладает одновременно волновыми свойствами, которые проявляются в закономерностях его распространения, интерференции, дифракции, поляризации, и корпускулярными (квантовыми), которые проявляются в процессах взаимодействия света с веществом (испускания, поглощения, рассеяния).

Квантовая оптика — раздел оптики, занимающийся изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света.

Колебания электрических зарядов, входящих в состав вещества, обусловливают электромагнитное излучение, которое сопровождается потерей энергии веществом.