Визначення довжини світлової хвилі

У роботі на визначення довжини світлової хвилі використо­вують дифракційну решітку з періодом 1/100 мм або 1/50 мм (період вказано на решітці). Решітка — це основна частина вимірювальної установки, показаної на малюнку 194. Решітка l встановлена в тримачі 2, що прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати вздовж лі­нійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. На екрані і лінійці шкали з міліметровими поділками. Вся уста­новка закріплена на штативі 6.

Якщо дивитися через решітку i щілину на джерело світла (лампочку розжарювання чи свічку), то на чорному фоні екрана , можна спостерігати по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го, 2-го і т. д. порядків.

Довжина хвилі визначається за формулою:

                                                

де d — період решітки, k — порядок спектра, — кут, під яким спостерігається максимум світла відповідного кольору.

Оскільки кути, під якими спостерігаються максимуми 1-го І 2-го порядків, не перевищують 5°, то замість синусів кутів можна брати їх тангенси. З малюнка 195 видно, що

Відстань а від решітки до екрана визначають за допомогою лінійки, а відстань b від щілини до вибраної лінії спектра — за шкалою екрана. Довжина хвилі

 

                                   

                                                                (мал.194)

 

 

                                           Поляризація

Поляризація хвиль — явище порушення симетрії розподілу збурень у поперечній хвилі (наприклад, напружностій електричного або магнітного полів в електромагнітних хвилях) відносно напрямку її поширення. У поздовжній хвилі поляризація виникнути не може, так як збурювання в цьому типі хвиль завжди збігаються з напрямком поширення.

 

Математичне формулювання

Електромагнітні хвилі із певним хвильовим вектором в системі координат, вісь z якої збігається із напрямком розповсюдження, можуть бути записані в загальному вигляді так

,

де та - це орти у напрямку осей x та y, ω - частота, і - дві незалежні амплітуди, і - дві незалежні фази.

 Лінійна поляризація

Якщо фази і збігаються, то для хвилі в будь-який момент часу виконується співвідношення

.

Тобто, у цьому випадку і зв'язані лінійним співвідношенням. Така поляризація електромагнітної хвилі називається лінійною поляризацією.

До цього випадку відносяться також хвилі для яких або . Будь-яку лінійно-поляризовану хвилю можна звести одного із цих двох випадків, вибравши відповідним чином напрям осей x та y.

 

Циклічна поляризація

Циклічна або колова поляризація виникає тоді, коли , а фази відрізняються на чверть періоду:

.

У цьому випадку електромагнітна хвиля записується

.

Для такої хвилі виконується рівність

,

яка є рівнянням кола щодо змінних та .

В залежності від знаку зсуву фази вектор напруженості електричного поля в будь-якій точці простору для циклічно-поляризованої хвилі обертається за чи проти годинникової стрілки, виконуючи повний оберт за період.

Будь-яку лінійно поляризовану хвилю можна зобразити у вигляді суперпозиції двох циклічно-поляризованих хвиль із обертанням за та проти годинникової стрілки.

 

Еліптична поляризація

В загальному випадку між змінними та існує співвідношення, яке задається рівнянням.

.

Це рівняння еліпса, тож така поляризація називається еліптичною.

 

                           52. Випромінювання і спектри.

В оптиці спе́ктром (лат. spectrum — привид) називається сукупність монохроматичних випромінювань, що входять до складу складного випромінювання. Спектр випромінювання може описуватися графічною, аналітичною або табличною залежністю. Джерела випромінювання можуть мати суцільний, смугастий, лінійчатий спектр або спектр, що має суцільну і лінійчату складові.

Галузь фізики, яка вивчає оптичні спектри, називається спектроскопією. Прилади, якими вимірюються спектри, називаються спектрометрами.

Типи спектрів

Розрізняють спектр випромінювання й спектр поглинання тіла. Спектр випромінювання — це набір монохроматичних хвиль, які випромінює дане тіло. При вимірюванні спектру поглинання тіло опромінюють білим світлом і фіксують частоти променів, які пройшли через нього. Аналогічним чином вимірюється спектр відбиття — фіксуються частоти променів, відбитих тілом.

 

                           Поняття про дисперсію.

Дисперсія світла — залежність показника заломлення (або діелектричної проникності) середовища від частоти світла. Внаслідок зміни показника заломлення змінюється також довжина хвилі.

,

де - хвильове число, - довжина хвилі, - показник заломлення, - циклічна частота, c - швидкість світла.

Відношення

називають фазовою швидкістю.

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: