Принцип Гюйгенса-Феенеля: каждый элемент поверхности, которой достигла в данный момент волна, является центром элементарных вторичных волн

Закон преломления света: луч падающий и луч преломленный, а также перпендикуляр, проведенный через точку падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости.

Полное внутреннее отражение света - отражение света при его падении на границу двух прозрачных сред с показателем преломления n1 и n2 с большим показателем преломления(n1>n2) под углом >- ф_крит, для которого sinф_крит=n2/n1=n21. Наименьший угол падения, при котором происходит полное внутреннее отражение, называется предельным(критическим) или углом полного внутреннего отражения.

Дисперсия света - совокупность оптических явлений, обусловленных зависимостью комплексной диэлектрической проницаемости от частоты (длины волны) световой волны n=f(λ).Для большинства оптических материалов в видимом диапазоне показатель преломления растет с увеличением частоты - нормальная дисперсия. Вблизи полос поглощения вещества наблюдается уменьшение показателя преломления с частотой - аномальная дисперсия.

Оптическая призма – призма из прозрачного вещества.

Монохроматор – прибор для выделения узких интервалов длин волн видимого, инфракрасно или УФ излучения. Явление дисперсии используют для разложения белого света на составляющие в призменных монохроматорах для получения монохроматического света, с узким спектральным составом.

Спектрофотометр - оптический прибор для измерений интенсивности монохроматических световых потоков. Спектрофотометр состоит из источника света, монохроматора, приемника света и регистрирующего устройства. Используют для измерений излучательной, поглощательной и отражательной способности различных тел в УФ, видимом и ИК диапазонах спектра.

Основные законы спектрального анализа:

-накаленное твердое тело, сильно нагретая жидкость излучают непрерывный спектр;

-нагретый газ при низком давлении излучает спектр, состоящий из отдельных лучей испускания;

-газ, помещенный перед более горячим источником непрерывного излучения создает в спектре источника набор темных линий, которые приходятся на те же самые длины волн, что и линии излучения этого газа

Поглощение света - уменьшение интенсивности оптического излучения при прохождении через какую-либо среду за счет взаимодействия с ней, в результате которого световая энергия переходит в другие виды энергии или в оптическое излучение другого спектрального состава.

Объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера - основной закон светопоглащения и колориметрии, определяет ослабление пучка монохроматического света при его распространении через поглощающую среду, в частном случае - через раствор поглощающего вещества в непоглощающем растворителе.

Рассеяние света - рассеяние волн оптического диапазона, заключающегося в изменении пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения при его взаимодействии с веществом, например в результате диффузного отражения.

Закон Рэлея: рэлеевское рассеяние происходит с частотами колебание возбуждающего света. Интенсивность рассеиваемого средой света пропорциональна длине волны в степени -4.

6.3. Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока. Брюстер открыл новый вид поляризации - хроматическую и в 1815г. открыл закон, определяющий угол отражения, при котором отраженный от поверхности диэлектрика свет полностью поляризован.

Интерференция волн - заключается в пространственном перераспределении интенсивности результирующей волны в зависимости от поведения во времени амплитуд, фаз, частот, направление поляризации интерферирующих волн. Интерференция света - сложение световых волн, при котором наблюдается пространственное перераспределение интенсивности света в виде чередующихся светлых и темных полос.

Необходимым условием существования устойчивой во времени интерференционной картины является согласованное протекание колебательных процессов в накладывающихся волнах. Для этого необходимо, чтобы эти волны были одинаковой частоты и постоянной разности фаз. Такие волны называют когерентными. Любой немонохроматический свет можно представить в виде совокупности сменяющих друг друга независимых гармонических цугов. Средняя продолжительность цуга называется временем когерентности. Когерентность существует только в пределах одного цуга. Длина когерентности - расстояние, после прохождения которого две или несколько волн утрачивают когерентность.

Наиболее отчетливо интерференция проявляется, когда две волны имеют одинаковую поляризацию, а их интенсивности равны, тогда в максимумах интенсивность света равно учетверенной исходной, в минимумах нулю.

Опыт Юнга: Яркий пучок солнечных лучей освещал экран с двумя маленькими отверстиями, расположенными близко друг к другу на равных расстояниях от первого отверстия. Эти малые отверстия действовали как вторичные точечные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создавали на удаленном экране интерференционную картину.

Бипризма - оптический элемент, имеющий два острых одинаковых, весьма малых угла альфа и тупой угол(180градусов - 2*а). В Бипризме Френеля две одинаковые призмы с очень маленькими углами прижимаются своими узкими поверхностями и склеиваются. Если поместить с одной стороны бипризмы источник света, а с другой - экран, то на экране можно наблюдать интерференцию.

Явление интерференции можно наблюдать при освящении тонких прозрачных пленок, когда разделение св. волны на два когерентных пучка происходит в следствие отражения света от двух поверхностей тонкой пленки.

Если интерференция создается параллельным пучкос свет в тонком зазоре, т макс. и мин. интенсивности отслеживают изменение толщины этого зазора. Создается картина полос равной толщины. Полосы равного наклона наблюдаются при освящении пленок или пластинок расходящимся пучком света.

Кольца Ньютона – чередующиеся светлые и темные кольца, наблюдающиеся при освящении монохроматическим светом, вокруг точки соприкосновения сферических поверхностей двух линз или выпуклой сф. линзы с плоской пластинкой. Возникают вследствие интерференции света в тонком воздушном промежутке.

6.5. При прохождении света через анизотропную кристаллическую среду распространяются две волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях и с разными скоростями Двойное лучепреломление – при прохождении св. луча через анизотропные кристаллы св. луч разбивается на два. Обыкновенный луч – для него отношение синусов угла падения и преломления остается постоянным при изменении угла падения, при этом падающий и преломленный луч лежат в одной плоскости с нормалью. Необыкновенный луч – для него отношение синусов угла падения и преломления зависит от угла падения. Как правило, необыкновенный луч не лежит в плоскости падения.

Оптическая ось кристалла – направление в кристалле. Вдоль которого скорости распространения необыкновенного и обыкновенного лучей равны, т.е. в этом направлении не наблюдается двойное лучепреломление. Одноосные кристаллы – кристаллы, в которых происходит двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них луча света, кроме одного, называемого оптической осью кристалла.

Принцип Гюйгенса-Феенеля: каждый элемент поверхности, которой достигла в данный момент волна, является центром элементарных вторичных волн.

Принцип Гюйгенса: каждую точку среды, куда приходит волна, можно рассматривать, как источник вторичных волн. Фактически это способ нахождения фронта волны на какой-то момент времени путем построения огибающих волн, распространяющихся от вторичных источников.

Поляроид – синтетическая пластиковая пленка, используемая для поляризации светва.

Закон Малюса – физ. закон выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора I=I₀cos²ф.

6.6. Оптическая активность – свойство веществ поворачивать плоскость поляризации. В прозрачных аморфных телах, а также в кристаллах куб. системы может возникать двойное лучепреломление под влиянием внешних воздействий. В частности, это происходит при механической деформации тел.

Электрооптический эффект Керра - квадратичный эффект - возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах под действием внешнего электрического поля. Явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля.

6.7. Дифракция света - отклонение света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями. Она приводит к огибанию световыми волнами препятствий и частичному проникновению света в область геометрической тени. В случаях, когда осуществляется дифракция сферических волн и дифракционная картина наблюдается на конечном расстоянии от препятствия, вызывающего дифракцию говорят о дифракции Френеля или о дифракции в сходящихся пучках.

Принцип Гюйгенса-Френеля: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных когерентных волн, которые интерферируют друг с другом. Зоны Френеля - участки, на которые можно разбить поверхность световой волны для вычисления результатов дифракции света.

6.8. Дифракция Фраунгофера или дифракция в параллельных лучах : Лучи, приведенные в далекую точку наблюдения от различных элементов волнового фронта, практически можно считать параллельными.

Дифракционная решетка - это оптический прибор, представляющий собой периодическую структуру из большого числа регулярно расположенных элементов, на которых происходит дифракция света. Расстояние между соответствующими точками соседних щелей называется периодом решетки d.

Спектральные приборы – приборы для исследования спектрального состава по длинам волн электромагнитных излучений в оптическом диапазоне, нахождения спектральных характеристик излучателей и объектов, взаимодействовавших с излучением, а также для спектрального анализа.

Спектрофотометр - оптический прибор для измерений интенсивности монохроматических световых потоков. Спектрофотометр состоит из источника света, монохроматора, приемника света и регистрирующего устройства. Используют для измерений излучательной, поглощательной и отражательной способности различных тел в УФ, видимом и ИК диапазонах спектра.

6.9. Тепловое излучение - электромагнитной излучение веществом и возникающее за счет его внутренней энергии. Имеет сплошной спектр. Поглощательная способность тела - отношение поглощаемого телом потока излучения к падающему на него монохроматическому потоку излучения, то есть отношение поглощенной энергии к энергии падающего излучения.

Равновесное излучение - электромагнитное излучение, находящееся в термодинамическом равновесии при определенной температуре с веществом испускающим и поглощающим это излучение. Его часто называют излучением абсолютно черного тела.

Абсолютно черное тело - тело, которое полностью поглощает любое падающее на его поверхность электромагнитное излучение, независимо от температуре этого тела. Температура, при которой абсолютно черное тело излучает свет такого же спектрального состава называют цветовой температурой.

Закон Рэлея-Джинса - закон распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры: u=8п*v²/с³*kT, где u-плотность излучения на частоте v.

Ультрафиолетовая катастрофа - С ростом частоты излучения из закона Рэлея-Джинса вопреки опыту следует, что энергия излучения должна неограниченно расти, достигая чрезвычайно больших значений в далекой УФ области спектра.

Закон излучения Планка - закон распределения энергии в спектре равновесного излучения при определенной температуре udv=(8п*v2/c3)*(h*v/exp(h*v/k*T)^-1)dv.

Закон Стефана-Больцмана: Полная объемная плотность равновесного излучения пропорциональна 4й степени абсолютной температуры: q=σ*S*(Т₁⁴-Т₂⁴), где q - тепловой поток, сигма - постоянная Стефана-Больцмана.

Закон излучения Вина - закон распределения энергии по частотам в спектре равновесного излучения в зависимости от абсолютной температуры, представляющей собой закон излучения Планка для случая, когда энергия фотонов много больше тепловой энергии частиц вещества.

Фотоэффект - процесс взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества, то есть испускание электронов веществом при поглощении им квантов электромагнитного излучения (фотонов).