Оптик бол физикийн эртний салбаруудын нэг юм. Эртний Грекийн үеэс олон философчид ус, шил, алмаз, агаар зэрэг янз бүрийн тунгалаг материал дахь гэрлийн хөдөлгөөн, тархалтын хуулиудыг сонирхож ирсэн. Энэ нийтлэлд гэрлийн хугарлын үзэгдлийн талаар ярилцаж, агаарын хугарлын илтгэгчийг анхаарч үзэх болно.

Гэрлийн цацрагийн хугарлын нөлөө

Амьдралдаа хүн бүр усан сангийн ёроолд эсвэл ямар нэгэн зүйл байрлуулсан аяга ус руу харахад энэ нөлөөний илрэлтэй олон зуун удаа тулгардаг. Үүний зэрэгцээ цөөрөм нь яг байгаа шигээ гүн биш мэт санагдаж, аягатай усан доторх эд зүйлс гажигтай эсвэл эвдэрсэн мэт харагдсан.

Хугарлын үзэгдэл нь хоёр тунгалаг материалын интерфэйстэй огтлолцох үед түүний шулуун шугамын тасралтаас бүрдэнэ. 17-р зууны эхээр Голландын Виллеброд Снелл олон тооны туршилтын өгөгдлийг нэгтгэн дүгнэж, энэ үзэгдлийг үнэн зөв дүрсэлсэн математикийн илэрхийлэлийг олж авчээ. Энэ илэрхийллийг ихэвчлэн дараах хэлбэрээр бичдэг.

n 1 *sin(θ 1) = n 2 *sin(θ 2) = const.

Энд n 1, n 2 нь харгалзах материал дахь гэрлийн үнэмлэхүй хугарлын индекс, θ 1 ба θ 2 нь туссан болон хугарсан цацрагуудын хоорондох өнцөг ба цацрагийн огтлолцлын цэгээр татагдсан интерфэйсийн хавтгайд перпендикуляр юм. мөн энэ онгоц.

Энэ томьёог Снелийн буюу Снелл-Декартын хууль гэж нэрлэдэг (энэ нь франц хүн үүнийг танилцуулсан хэлбэрээр бичсэн бол Голланд хүн синус биш уртын нэгжийг ашигласан).

Энэ томъёоноос гадна хугарлын үзэгдлийг геометрийн шинж чанартай өөр хуулиар дүрсэлсэн байдаг. Энэ нь хавтгайд тэмдэглэгдсэн перпендикуляр ба хоёр туяа (хугарсан ба туссан) нэг хавтгайд хэвтэж байгаатай холбоотой юм.

Үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч

Энэ хэмжигдэхүүн нь Снелийн томъёонд багтсан бөгөөд түүний үнэ цэнэ нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Математикийн хувьд хугарлын илтгэгч n нь дараах томьёотой тохирч байна.

c тэмдэг нь вакуум дахь цахилгаан соронзон долгионы хурд юм. Энэ нь ойролцоогоор 3*10 8 м/с байна. V утга нь орчинд дамжин өнгөрөх гэрлийн хурд юм. Тиймээс хугарлын илтгэгч нь агааргүй орон зайтай харьцуулахад орчин дахь гэрлийн саатлын хэмжээг тусгадаг.

Дээрх томъёоноос хоёр чухал дүгнэлт гарч байна.

• n-ийн утга нь үргэлж 1-ээс их байдаг (вакуум нь нэгдмэл байдалтай тэнцүү);
• энэ нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм.

Жишээлбэл, агаарын хугарлын илтгэгч 1.00029 байхад усны хувьд 1.33 байна.

Хугарлын илтгэгч нь тодорхой орчны хувьд тогтмол утга биш юм. Энэ нь температураас хамаарна. Түүнээс гадна цахилгаан соронзон долгионы давтамж бүрийн хувьд энэ нь өөрийн гэсэн утгатай байдаг. Тиймээс дээрх тоонууд нь 20 o C температуртай, харагдахуйц спектрийн шар хэсэгтэй тохирч байна (долгионы урт - ойролцоогоор 580-590 нм).

Гэрлийн давтамжаас n-ийн хамаарал нь цагаан гэрлийг призмээр хэд хэдэн өнгө болгон задлах, мөн ширүүн борооны үед тэнгэрт солонго үүсэх зэргээр илэрдэг.

Агаар дахь гэрлийн хугарлын илтгэгч

Үүний утгыг аль хэдийн дээр өгсөн (1.00029). Агаарын хугарлын илтгэгч тэгээс зөвхөн дөрөв дэх аравтын бутархайгаар ялгаатай тул практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд үүнийг нэгтэй тэнцүү гэж үзэж болно. Агаар ба нэгдлийн хувьд n-ийн хоорондох бага зэргийн ялгаа нь агаарын молекулууд гэрлийг бараг удаашруулдаггүйг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь харьцангуй бага нягттай холбоотой юм. Тиймээс агаарын дундаж нягт нь 1.225 кг / м 3, өөрөөр хэлбэл цэвэр уснаас 800 дахин хөнгөн юм.

Агаар бол оптикийн хувьд сул орчин юм. Материал дахь гэрлийн хурдыг удаашруулах үйл явц нь квант шинж чанартай бөгөөд тухайн бодисын атомуудын фотоныг шингээх, ялгаруулах үйл ажиллагаатай холбоотой байдаг.

Агаарын найрлага дахь өөрчлөлт (жишээлбэл, доторх усны уурын агууламж нэмэгдэх), температурын өөрчлөлт нь хугарлын илтгэгчийг мэдэгдэхүйц өөрчлөхөд хүргэдэг. Гайхамшигтай жишээ бол янз бүрийн температуртай агаарын давхаргын хугарлын индексийн ялгаатай байдлаас болж үүсдэг цөл дэх мираж эффект юм.

Шилэн агаарын интерфейс

Шил бол агаараас хамаагүй нягт орчин юм. Түүний үнэмлэхүй хугарлын индекс нь шилний төрлөөс хамааран 1.5-1.66 хооронд хэлбэлздэг. Хэрэв бид дундаж утгыг 1.55 гэж үзвэл агаарын шилний интерфэйс дэх цацрагийн хугарлыг дараахь томъёогоор тооцоолж болно.

sin(θ 1)/sin(θ 2) = n 2 /n 1 = n 21 = 1.55.

N 21 утгыг агаарын харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг - шил. Хэрэв цацраг шилнээс агаарт гарч ирвэл дараахь томъёог хэрэглэнэ.

sin(θ 1)/sin(θ 2) = n 2 /n 1 = n 21 = 1/1.55  = 0.645.

Хэрэв сүүлийн тохиолдолд хугарсан цацрагийн өнцөг нь 90 o-тэй тэнцүү бол харгалзах туяаг критик гэж нэрлэдэг. Шилэн агаарын хилийн хувьд энэ нь тэнцүү байна:

θ 1 = arcsin(0.645) = 40.17 o.

Хэрэв цацраг нь шилэн агаарын хил дээр 40.17 o-ээс их өнцөгтэй унавал шилэнд бүрэн тусна. Энэ үзэгдлийг "нийт дотоод тусгал" гэж нэрлэдэг.

Чухал өнцөг нь зөвхөн цацраг нь нягт орчноос (шилнээс агаарт, харин эсрэгээр) шилжих үед л байдаг.

Билет 75.

Гэрлийн тусгалын хууль: туссан болон туссан туяа, түүнчлэн туяа тусах цэг дээр дахин бүтээгдсэн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйсийн перпендикуляр нь нэг хавтгайд (туслын хавтгай) хэвтэж байна. Тусгалын өнцөг γ нь тусах өнцөг α-тай тэнцүү байна.

Гэрлийн хугарлын хууль: туссан болон хугарсан туяа, түүнчлэн цацраг тусах цэг дээр дахин бүтээгдсэн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйсийн перпендикуляр нь нэг хавтгайд байрладаг. Туслах өнцгийн α-ийн синусыг хугарлын өнцгийн β-ийн синустай харьцуулсан харьцаа нь өгөгдсөн хоёр орчны тогтмол утга юм.

Тусгал ба хугарлын хуулиудыг долгионы физикт тайлбарладаг. Долгионы үзэл баримтлалын дагуу хугарал нь нэг орчноос нөгөөд шилжих үед долгионы тархалтын хурд өөрчлөгдсөний үр дагавар юм. Хугарлын илтгэгчийн физик утгань эхний орчин дахь долгионы тархалтын хурдыг υ 1, хоёр дахь орчинд тархах хурдтай харьцуулсан харьцаа υ 2:

Зураг 3.1.1-д гэрлийн тусгал, хугарлын хуулиудыг дүрсэлсэн болно.

Бага үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчтэй орчинг оптик бага нягт гэж нэрлэдэг.

Гэрэл нь оптик нягтралтай орчноос оптик бага нягттай орчинд шилжих үед n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать нийт тусгалын үзэгдэл, өөрөөр хэлбэл хугарсан туяа алга болно. Энэ үзэгдэл нь α pr тодорхой эгзэгтэй өнцгөөс давсан тусгалын өнцгөөр ажиглагддаг. нийт дотоод тусгалыг хязгаарлах өнцөг(3.1.2-р зургийг үз).

Илчлэх өнцгийн хувьд α = α pr sin β = 1; утга sin α pr = n 2 / n 1< 1.

Хэрэв хоёр дахь орчин нь агаар (n 2 ≈ 1) бол томъёог хэлбэрээр дахин бичих нь тохиромжтой.

Нийт дотоод тусгалын үзэгдлийг олон оптик төхөөрөмжид ашигладаг. Хамгийн сонирхолтой бөгөөд практик ач холбогдолтой хэрэглээ бол оптик ил тод материалаар (шил, кварц) хийсэн дур мэдэн муруй утас бүхий нимгэн (хэд хэдэн микрометрээс миллиметр хүртэл) оптик утас үүсгэх явдал юм. Гэрлийн чиглүүлэгчийн төгсгөлд туссан гэрэл нь хажуугийн гадаргуугаас нийт дотоод тусгалын улмаас түүний дагуу хол зайд явж болно (Зураг 3.1.3). Оптик гэрлийн удирдамжийг боловсруулах, хэрэглэхэд оролцдог шинжлэх ухаан, техникийн чиглэлийг шилэн кабель гэж нэрлэдэг.

Гэрлийн тархалт (гэрлийн задрал)- энэ нь бодисын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь гэрлийн давтамж (эсвэл долгионы урт) (давтамжийн тархалт) -аас хамааралтай байх, эсвэл ижил зүйл бол тухайн бодис дахь гэрлийн фазын хурдаас хамааралтай байдлаас үүдэлтэй үзэгдэл юм. долгионы урт (эсвэл давтамж). Үүнийг 1672 онд Ньютон туршилтаар нээсэн боловч онолын хувьд нэлээд хожуу тайлбарласан.

Орон зайн тархалторчны диэлектрик тогтмол тензорын долгионы вектороос хамаарах хамаарлыг гэнэ. Энэ хамаарал нь орон зайн туйлшралын эффект гэж нэрлэгддэг олон үзэгдлийг үүсгэдэг.

Тархалтын хамгийн тод жишээнүүдийн нэг - цагаан гэрлийн задралпризмээр дамжин өнгөрөх үед (Ньютоны туршилт). Тархалтын үзэгдлийн мөн чанар нь ил тод бодис - оптик орчинд янз бүрийн долгионы урттай гэрлийн туяа тархах хурдны зөрүү юм (вакуум орчинд гэрлийн хурд долгионы урт, тиймээс өнгөнөөс үл хамааран үргэлж ижил байдаг). Дүрмээр бол гэрлийн долгионы давтамж өндөр байх тусам орчны хугарлын индекс өндөр байх ба орчин дахь долгионы хурд бага байх болно.

Ньютоны туршилт Цагаан гэрлийг спектр болгон задлах туршилт: Ньютон нарны гэрлийн цацрагийг жижиг нүхээр дамжуулан шилэн призм рүү чиглүүлэв. Призмийг цохих үед цацраг хугарч, эсрэг талын ханан дээр солонгын өнгөөр ​​солигдсон уртасгасан дүрсийг өгсөн - спектр. Призмээр монохромат гэрлийг нэвтрүүлэх туршилт: Ньютон нарны цацрагийн замд улаан шил байрлуулж, түүний ард монохромат гэрэл (улаан), дараа нь призм авч, гэрлийн туяанаас зөвхөн улаан толбыг дэлгэцэн дээр ажиглав. Цагаан гэрлийг нэгтгэх (үйлдвэрлэх) туршлага:Эхлээд Ньютон нарны гэрлийг призм рүү чиглүүлэв. Дараа нь призмээс гарч буй өнгөт туяаг цуглуулагч линз ашиглан цуглуулсны дараа Ньютон өнгөт туузны оронд цагаан ханан дээрх нүхний цагаан дүрсийг олж авав. Ньютоны дүгнэлтүүд:- призм нь гэрлийг өөрчилдөггүй, зөвхөн түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задалдаг - өнгөөр ​​ялгаатай гэрлийн туяа нь хугарлын хэмжээгээр ялгаатай; Нил ягаан туяа хамгийн хүчтэй хугардаг, улаан нь бага хүчтэй хугардаг - улаан гэрэл нь бага хугардаг, хамгийн өндөр хурдтай, ягаан нь хамгийн бага байдаг тул призм нь гэрлийг задалдаг. Гэрлийн хугарлын илтгэгчийн өнгөнөөс хамаарах хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг.

Дүгнэлт:- призм нь гэрлийг задалдаг - цагаан гэрэл нь нарийн төвөгтэй (нийлмэл) - ягаан туяа нь улаанаас илүү хүчтэй хугардаг. Гэрлийн цацрагийн өнгө нь түүний чичиргээний давтамжаар тодорхойлогддог. Нэг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн хурд болон долгионы урт өөрчлөгддөг ч өнгийг тодорхойлдог давтамж нь тогтмол хэвээр байна. Цагаан гэрлийн хүрээ ба түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хил хязгаар нь ихэвчлэн вакуум дахь долгионы уртаар тодорхойлогддог. Цагаан гэрэл нь 380-760 нм урттай долгионы цуглуулга юм.

Билет 77.

Гэрлийн шингээлт. Бугерын хууль

Бодис дахь гэрлийн шингээлт нь долгионы цахилгаан соронзон орны энергийг тухайн бодисын дулааны энерги (эсвэл хоёрдогч фотолюминесцент цацрагийн энерги) болгон хувиргахтай холбоотой юм. Гэрлийн шингээлтийн хууль (Бугерийн хууль) дараах хэлбэртэй байна.

би=би 0 exp(- x),(1)

Хаана I 0 , I-оролтын гэрлийн эрч хүч (x=0)мөн дунд зэргийн зузаантай давхаргыг үлдээнэ X, - шингээлтийн коэффициент, энэ нь-аас хамаарна .

Диэлектрикийн хувьд  =10 -1  10 -5 м -1 , металлын хувьд =10 5  10 7 м -1 , Тиймээс металууд гэрэлд тунгалаг байдаг.

Хамаарал  ( ) шингээх биеийн өнгийг тайлбарладаг. Жишээлбэл, улаан гэрлийг муу шингээдэг шил нь цагаан гэрлээр гэрэлтүүлэхэд улаан өнгөтэй болно.

Гэрлийн тархалт. Рэйлигийн хууль

Гэрлийн дифракц нь оптикийн хувьд нэг төрлийн бус орчинд, жишээлбэл, булингартай орчинд (утаа, манан, тоостой агаар гэх мэт) тохиолдож болно. Гэрлийн долгион нь орчны нэгэн төрлийн бус байдалд дифракц хийснээр бүх чиглэлд эрчимжилтийн жигд тархалтаар тодорхойлогддог дифракцийн хэв маягийг бий болгодог.

Энэ жижиг жигд бус байдлын дифракц гэж нэрлэдэг гэрлийн тархалт.

Нарны нарны гэрлийн цацраг тоостой агаараар дамжин өнгөрч, тоосны тоосонцор дээр тархаж, харагдах үед энэ үзэгдэл ажиглагддаг.

Хэрэв нэг төрлийн бус байдлын хэмжээ нь долгионы урттай харьцуулахад бага байвал (.-ээс ихгүй). 0,1  ), дараа нь тархсан гэрлийн эрч хүч нь долгионы уртын дөрөв дэх хүчин чадалтай урвуу пропорциональ болж хувирна, өөрөөр хэлбэл.

I diss ~ 1/  4 , (2)

Энэ хамаарлыг Рэйлигийн хууль гэж нэрлэдэг.

Мөн гадны тоосонцор агуулаагүй цэвэр орчинд гэрлийн тархалт ажиглагдаж байна. Жишээлбэл, энэ нь нягтрал, анизотропи эсвэл концентрацийн хэлбэлзэл (санамсаргүй хазайлт) дээр тохиолдож болно. Энэ төрлийн тархалтыг молекулын тархалт гэж нэрлэдэг. Энэ нь жишээлбэл, тэнгэрийн цэнхэр өнгийг тайлбарладаг. Үнэн хэрэгтээ, (2) дагуу цэнхэр, цэнхэр туяа нь улаан, шараас илүү хүчтэй тархдаг, учир нь богино долгионы урттай тул тэнгэрийн цэнхэр өнгийг үүсгэдэг.

Билет 78.

Гэрлийн туйлшрал- цахилгаан соронзон гэрлийн долгионы хөндлөн шинж чанар илэрдэг долгионы оптик үзэгдлийн багц. Хөндлөн долгион- орчны хэсгүүд долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр чиглэлд хэлбэлздэг ( Зураг 1).

Зураг 1 Хөндлөн долгион

Цахилгаан соронзон гэрлийн долгион онгоц туйлширсан(шугаман туйлшрал), хэрэв E ба B векторуудын хэлбэлзлийн чиглэлүүд хатуу тогтсон бөгөөд тодорхой хавтгайд оршдог бол ( Зураг 1). Хавтгай туйлширсан гэрлийн долгион гэж нэрлэдэг онгоц туйлширсан(шугаман туйлширсан) гэрэл. Туйлшралгүй(байгалийн) долгион - энэ долгион дахь Е ба В векторуудын хэлбэлзлийн чиглэл нь v хурдны векторт перпендикуляр ямар ч хавтгайд байж болох цахилгаан соронзон гэрлийн долгион. Туйлшаагүй гэрэл- долгионы тархалтын цацрагт перпендикуляр хавтгайд хэлбэлзлийн бүх чиглэл ижил магадлалтай байхаар Е ба В векторуудын хэлбэлзлийн чиглэл эмх замбараагүй өөрчлөгддөг гэрлийн долгион ( Зураг 2).

Зураг 2 Туйлшаагүй гэрэл

Туйлширсан долгион- Е ба В векторуудын чиглэл орон зайд өөрчлөгдөөгүй эсвэл тодорхой хуулийн дагуу өөрчлөгддөг. E векторын чиглэл эмх замбараагүй өөрчлөгддөг цацраг - туйлшралгүй. Ийм цацрагийн жишээ бол дулааны цацраг (эмх замбараагүй тархсан атом ба электронууд) юм. Туйлшралын хавтгай- энэ нь В векторын хэлбэлзлийн чиглэлд перпендикуляр хавтгай юм E. Туйлшсан цацраг үүсэх гол механизм нь электрон, атом, молекул, тоосны тоосонцороор цацрагийг тараах явдал юм.

1.2. Туйлшралын төрлүүдГурван төрлийн туйлшрал байдаг. Тэдэнд тодорхойлолт өгье. 1. Шугаман Хэрэв цахилгаан вектор Е орон зайд байр сууриа хадгалж байвал үүснэ. Энэ нь Е вектор хэлбэлздэг хавтгайг онцлон тэмдэглэж байх шиг байна. 2. Тойрог Энэ нь туйлшралыг цахилгаан вектор Е долгионы тархалтын чиглэлийг тойрон давалгааны өнцгийн давтамжтай тэнцүү өнцгийн хурдтайгаар эргэлдэж, үнэмлэхүй утгыг нь хадгалдаг. Энэхүү туйлшрал нь харааны шугамд перпендикуляр хавтгайд Е векторын эргэлтийн чиглэлийг тодорхойлдог. Жишээ нь циклотроны цацраг (соронзон орон дотор эргэлддэг электронуудын систем). 3. Зууван Энэ нь цахилгаан вектор Е-ийн хэмжээ өөрчлөгдөхөд эллипсийг (Е векторын эргэлт) дүрслэх үед үүсдэг. Зууван ба дугуй туйлшрал нь баруун гарт (тархах долгион руу харахад E вектор цагийн зүүний дагуу эргэлддэг) болон зүүн гараараа (Е вектор тархаж буй долгион руу харахад цагийн зүүний эсрэг эргэдэг) байж болно.

Бодит байдал дээр энэ нь ихэвчлэн тохиолддог хэсэгчилсэн туйлшрал (хэсэгчилсэн туйлширсан цахилгаан соронзон долгион). Тоон хувьд энэ нь тодорхой утгаараа тодорхойлогддог туйлшралын зэрэг Р, үүнийг дараах байдлаар тодорхойлно: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin)Хаана Imax,Иммин- анализатороор дамжин өнгөрөх цахилгаан соронзон энергийн урсгалын хамгийн их ба хамгийн бага нягтрал (Polaroid, Nicolas prizm...). Практикт цацрагийн туйлшралыг ихэвчлэн Стоксын параметрээр тодорхойлдог (тэдгээр нь өгөгдсөн туйлшралын чиглэлтэй цацрагийн урсгалыг тодорхойлдог).

Билет 79.

Хэрэв байгалийн гэрэл нь хоёр диэлектрикийн (жишээлбэл, агаар, шил) хоорондох интерфейс дээр унавал түүний нэг хэсэг нь ойж, нэг хэсэг нь хугарч, хоёр дахь орчинд тархдаг. Ойсон болон хугарсан цацрагийн замд анализатор (жишээлбэл, турмалин) суурилуулснаар бид ойсон болон хугарсан туяа хэсэгчлэн туйлширч байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг: анализаторыг цацрагийн эргэн тойронд эргүүлэх үед гэрлийн эрч хүч үе үе нэмэгдэж, суларч байна ( бүрэн бөхөөх ажиглагдахгүй байна!). Цаашдын судалгаагаар туссан цацрагт тусах хавтгайд перпендикуляр чичиргээ давамгайлж (тэдгээрийг 275-р зурагт цэгээр тэмдэглэсэн) харин хугарсан цацрагт тусах хавтгайтай параллель чичиргээ (сумаар дүрсэлсэн) давамгайлж байгааг харуулсан.

Туйлшралын зэрэг (цахилгаан (болон соронзон) векторын тодорхой чиглэлтэй гэрлийн долгионыг тусгаарлах зэрэг) нь цацрагийн тусгалын өнцөг ба хугарлын индексээс хамаарна. Шотландын физикч Д.Брюстер(1781-1868) суулгасан хууль, үүний дагуу тусгалын өнцгөөр би B (Брюстерийн өнцөг), хамаарлаар тодорхойлогддог

(n 21 - эхнийхтэй харьцуулахад хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгч), ойсон цацраг нь хавтгай туйлширсан байна(зөвхөн тусгалын хавтгайд перпендикуляр чичиргээг агуулна) (Зураг 276). Туслах өнцөгт хугарсан туяабиБ дээд тал нь туйлширсан боловч бүрэн биш.

Хэрэв гэрэл нь Брюстерийн өнцгөөр интерфэйсийг цохих юм бол ойсон болон хугарсан туяа харилцан перпендикуляр(тг би B = нүгэл би B/cos биБ, n 21 = нүгэл биБ / нүгэл би 2 (би 2 - хугарлын өнцөг), эндээс cos би B=нүгэл би 2). Тиймээс, биБ + би 2 =  /2, гэхдээ би’ B= би B (тусгалын хууль), тиймээс би’ B+ би 2 =  /2.

Хэрэв бид хоёр изотроп диэлектрикийн ( гэж нэрлэгддэг) хоорондох зай дахь цахилгаан соронзон орны хилийн нөхцлийг харгалзан үзвэл тусгалын янз бүрийн өнцгөөр туссан болон хугарсан гэрлийн туйлшралын зэргийг Максвеллийн тэгшитгэлээр тооцоолж болно. Френель томъёо).

Хугарсан гэрлийн туйлшралын түвшинг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой (гэрэл Брюстерийн өнцгөөр интерфейс дээр тусах бүрт олон хугарлаар). Жишээлбэл, шилний хувьд ( n= 1.53) хугарсан цацрагийн туйлшралын зэрэг нь 15%, дараа нь бие биен дээрээ байрлуулсан 8-10 шилэн хавтан болгон хугарсны дараа ийм системээс гарч буй гэрэл бараг бүрэн туйлшрах болно. Ийм хавтангийн цуглуулга гэж нэрлэдэг хөл.Хөл нь тусгал болон хугарлын үед туйлширсан гэрлийг шинжлэхэд ашиглаж болно.

Тасалбар 79 (Spur-д)

Туршлагаас харахад гэрлийн хугарал, тусгалын үед хугарсан болон ойсон гэрэл нь туйлширч, тусгал болж хувирдаг. Гэрэл тусах тодорхой өнцгөөр бүрэн туйлшрах боломжтой боловч санамсаргүй байдлаар. Гэрэл нь үргэлж хэсэгчлэн туйлширдаг гэдгийг Фринеллийн томъёонд үндэслэн тусгалыг харуулж болно. Гэрэл тусах хавтгайд перпендикуляр хавтгайд туйлширч хугардаг. гэрэл тусах хавтгайтай параллель хавтгайд туйлширдаг.

Тусгал тусах өнцөг гэрлийг бүрэн туйлшруулсан бол Брюстерийн өнцгийг Брюстерийн хуулиар тодорхойлно: - Энэ тохиолдолд тусгал хоорондын өнцөг. ба хугарал. Агаарын шилний системийн хувьд туяа тэнцүү байх болно, сайн туйлшрал авахын тулд. , гэрлийг хугалах үед Столетовын зогсоол гэж нэрлэгддэг хүнсний олон гадаргууг ашигладаг.

Билет 80.

Туршлагаас харахад гэрэл нь бодистой харилцан үйлчлэхэд гол нөлөө (физиологийн, фотохимийн, фотоэлектрик гэх мэт) векторын хэлбэлзлээс үүсдэг бөгөөд энэ талаар заримдаа гэрлийн вектор гэж нэрлэдэг. Тиймээс гэрлийн туйлшралын хэв маягийг тайлбарлахын тулд векторын зан төлөвийг хянадаг.

Векторуудын үүсгэсэн хавтгайг туйлшралын хавтгай гэж нэрлэдэг.

Хэрэв вектор хэлбэлзэл нь нэг тогтмол хавтгайд тохиолдвол ийм гэрлийг (туяа) шугаман туйлширсан гэж нэрлэдэг. Энэ нь уламжлалт байдлаар дараах байдлаар тодорхойлогддог. Хэрэв цацраг нь перпендикуляр хавтгайд туйлширсан бол (хавтгайд xoz, зургийг үз. Хоёр дахь лекцийн 2), дараа нь энэ нь томилогдсон байна.

Байгалийн гэрэл (энгийн эх үүсвэрээс, нарнаас) өөр өөр, эмх замбараагүй тархсан туйлшралын хавтгайтай долгионуудаас бүрддэг (3-р зургийг үз).

Байгалийн гэрлийг заримдаа ийм гэж нэрлэдэг. Үүнийг мөн туйлшралгүй гэж нэрлэдэг.

Хэрэв долгион тархах үед вектор эргэлдэж, векторын төгсгөл нь тойргийг дүрсэлдэг бол ийм гэрлийг дугуй туйлширсан гэж нэрлэдэг ба туйлшралыг дугуй эсвэл дугуй (баруун эсвэл зүүн) гэж нэрлэдэг. Мөн эллипс хэлбэрийн туйлшрал бий.

Оптик төхөөрөмжүүд байдаг (кино, хавтан гэх мэт) - туйлшруулагчид, байгалийн гэрлээс шугаман туйлширсан гэрэл эсвэл хэсэгчлэн туйлширсан гэрлийг гаргаж авдаг.

Гэрлийн туйлшралыг шинжлэхэд ашигладаг туйлшруулагчийг нэрлэдэг анализаторууд.

Туйлшруулагчийн (эсвэл анализаторын) хавтгай нь туйлшруулагч (эсвэл анализатор) дамжуулдаг гэрлийн туйлшралын хавтгай юм.

Туйлшруулагч (эсвэл анализатор) дээр далайцтай шугаман туйлширсан гэрлийг тусга. Э 0 . Дамжуулсан гэрлийн далайц нь тэнцүү байх болно E=E 0 cos j, ба эрчим би=би 0 учир 2 j.

Энэ томъёог илэрхийлнэ Малусын хууль:

Анализатороор дамжин өнгөрөх шугаман туйлширсан гэрлийн эрчим нь өнцгийн косинусын квадраттай пропорциональ байна. jтуссан гэрлийн хэлбэлзлийн хавтгай ба анализаторын хавтгай хооронд.

Тасалбар 80 (шалгуурын хувьд)

Поляризаторууд нь туйлширсан гэрлийг олж авах боломжтой төхөөрөмжүүд юм туйлшруулагч, хэрэв гэрэл нь байгалийн юм бол Е векторын бүх чиглэл ижил магадлалтай байна вектор бүрийг харилцан перпендикуляр хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг болгон задалж болно: нэг нь туйлшруулагчийн туйлшралын хавтгайтай параллель, нөгөө нь перпендикуляр байна. тэр.

Туйлшруулагчаас гарч буй гэрлийн эрчмийг тэнцүүлэх нь ойлгомжтой. Хэрэв анализаторыг туйлшруулсан гэрлийн зам дээр байрлуулсан бол түүний үндсэн хавтгай нь болно туйлшруулагчийн үндсэн хавтгайтай өнцгөөр тодорхойлогдоно, дараа нь анализатороос гарч буй гэрлийн эрчмийг хуулиар тодорхойлно.

Билет 81.

Радийн цацрагийн нөлөөн дор ураны давсны уусмалын гэрэлтэлтийг судалж байхдаа Зөвлөлтийн физикч П.А.Черенков ураны давс агуулаагүй ус өөрөө гэрэлтдэг болохыг онцлон тэмдэглэжээ. Цацраг (Гамма цацрагийг үзнэ үү) цэвэр шингэнээр дамжин өнгөрөхөд бүгд гэрэлтэж эхэлдэг нь тогтоогдсон. П.А.Черенковын удирдлаган дор ажиллаж байсан С.И.Вавилов гэрэлтэх нь радиумын квантаар атомуудаас тасарсан электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой гэж таамаглаж байв. Үнэн хэрэгтээ гэрэлтэх нь шингэн дэх соронзон орны чиглэлээс ихээхэн хамаардаг (энэ нь электронуудын хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй гэж үздэг).

Гэхдээ шингэн дотор хөдөлж буй электронууд яагаад гэрэл цацруулдаг вэ? Энэ асуултын зөв хариултыг 1937 онд Зөвлөлтийн физикч И.Е.Тамм, И.М.Фрэнк нар өгсөн.

Бодис дотор хөдөлж буй электрон нь түүнийг хүрээлэн буй атомуудтай харилцан үйлчилдэг. Түүний цахилгаан талбайн нөлөөн дор атомын электронууд ба цөмүүд эсрэг чиглэлд шилждэг - орчин нь туйлширдаг. Электрон траекторын дагуу байрлах орчны атомууд нь туйлширч, дараа нь анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд цахилгаан соронзон гэрлийн долгионыг ялгаруулдаг. Хэрэв v электроны хурд нь орчин дахь гэрлийн тархалтын хурдаас (хугарлын илтгэгч) бага байвал цахилгаан соронзон орон нь электроныг гүйцэж түрүүлж, бодис нь электроноос өмнөх орон зайд туйлшрах цагтай болно. Электроны урд болон ард байгаа орчны туйлшрал нь эсрэг чиглэлд, эсрэг туйлширсан атомуудын цацрагууд бие биенээ "нэмдэг", "унтрааж" байдаг. Электроноор хүрч амжаагүй атомууд туйлшрах цаг байхгүй бөгөөд цацраг нь хөдөлж буй электронтой давхцаж буй орой нь нарийхан конусан давхаргын дагуу чиглэж, c оройн өнцөгтэй байх үед. Гэрлийн "конус" -ын харагдах байдал, цацрагийн нөхцөл байдлыг долгионы тархалтын ерөнхий зарчмаас авч болно.

Цагаан будаа. 1. Долгионы фронт үүсэх механизм

Хугарлын илтгэгчтэй нэгэн төрлийн тунгалаг бодис дахь маш нарийн хоосон сувгийн OE тэнхлэгийн дагуу электрон хөдөлнө (1-р зургийг үз). онолын үүднээс авч үзэх). OE шугамын электрон дараалан эзэлж буй аливаа цэг нь гэрлийн ялгаралтын төв болно. Дараалсан O, D, E цэгүүдээс гарч буй долгионууд бие биендээ саад болж, тэдгээрийн хоорондох фазын зөрүү нь тэг байвал олшруулна (Интерференцийг үзнэ үү). Энэ нөхцөл нь электроны траекторийн дагуу 0 өнцөг үүсгэх чиглэлд хангагдана. 0 өнцгийг дараах харьцаагаар тодорхойлно.

Үнэн хэрэгтээ траекторийн хоёр цэг - О цэг ба D цэгээс зайгаар тусгаарлагдсан электрон хурд руу 0 өнцгөөр чиглэсэн хоёр долгионыг авч үзье. BE шугам дээр байрлах В цэгт, OB-д перпендикуляр, эхний долгион нь - хугацааны дараа BE шугам дээр хэвтэж буй F цэгт, О цэгээс долгион ялгарсны дараа цаг хугацааны агшинд цэгээс ялгарах долгион ирнэ. Эдгээр хоёр долгион нь үе шатанд байх болно, өөрөөр хэлбэл эдгээр хугацаа тэнцүү бол шулуун шугам нь долгионы фронт байх болно. Энэ нь цаг хугацааны тэгш байдлын нөхцөлийг өгдөг. Замын D зайгаар тусгаарлагдсан хэсгүүдээс ялгарах долгионы хөндлөнгийн нөлөөгөөр гэрэл унтрах бүх чиглэлд D-ийн утгыг тодорхой тэгшитгэлээр тодорхойлно, энд T нь гэрлийн хэлбэлзлийн үе юм. Энэ тэгшитгэл нь үргэлж шийдэлтэй байдаг.

Хэрэв , тэгвэл хөндлөнгөөс оролцох үед ялгарах долгион олшрох чиглэл байхгүй бөгөөд 1-ээс их байж болохгүй.

Цагаан будаа. 2. Биеийн хөдөлгөөний үед дууны долгионы тархалт, цочролын долгион үүсэх

Цацраг идэвхжил нь зөвхөн .

Туршилтаар электронууд хязгаарлагдмал хатуу өнцгөөр нисч, хурд нь тодорхой хэмжээгээр тархдаг бөгөөд үүний үр дүнд цацраг нь өнцгөөр тодорхойлсон үндсэн чиглэлийн ойролцоо конус давхаргад тархдаг.

Бидний бодлоор бид электроны удаашралыг үл тоомсорлосон. Вавилов-Церенковын цацрагийн алдагдал бага тул үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой бөгөөд эхний тооцоолсноор электроны алдагдсан энерги нь түүний хурдад нөлөөлдөггүй бөгөөд жигд хөдөлдөг гэж бид үзэж болно. Энэ бол Вавилов-Черенковын цацрагийн үндсэн ялгаа, ер бусын байдал юм. Ихэвчлэн их хэмжээний хурдатгалтай үед цэнэг ялгардаг.

Гэрлээсээ давсан электрон нь дууны хурдаас илүү хурдтай нисч буй онгоцтой төстэй юм. Энэ тохиолдолд конус хэлбэрийн цохилтын дууны долгион нь онгоцны өмнө тархдаг (2-р зургийг үз).

24-р ЛЕКЦИЙН ЗОХИОН БАЙГУУЛЛАГА

"ШИНЖИЛГЭЭНИЙ ХЭРЭГЖҮҮЛЭГЧИЙН АРГУУД"

РЕФРАКТометр.

Уран зохиол:

1. В.Д. Пономарев “Аналитик хими” 1983 246-251

2. А.А. Ищенко “Аналитик хими” 2004 181-184 х.

РЕФРАКТометр.

Рефрактометр нь хамгийн бага хэмжээний анализаторыг ашиглан шинжлэх хамгийн энгийн физик аргуудын нэг бөгөөд маш богино хугацаанд хийгддэг.

Рефрактометр- хугарал буюу хугарлын үзэгдэлд суурилсан арга, i.e. нэг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн тархалтын чиглэлийг өөрчлөх.

Гэрлийн хугарал, түүнчлэн шингээлт нь түүний орчинтой харилцан үйлчлэлийн үр дагавар юм. Рефрактометр гэдэг үг нь хэмжилт хугарлын илтгэгчийн утгаар үнэлэгддэг гэрлийн хугарал.

Хугарлын индексийн утга nхамаарна

1) бодис, системийн найрлага,

2) бодит байдлаас ямар концентрацид мөн гэрлийн туяа замдаа ямар молекулуудтай тулгардаг, учир нь Гэрлийн нөлөөн дор янз бүрийн бодисын молекулууд өөр өөр туйлширдаг. Энэ хамаарал дээр рефрактометрийн аргыг үндэслэдэг.

Энэ арга нь хэд хэдэн давуу талтай бөгөөд үүний үр дүнд химийн судалгаа, технологийн процессыг хянахад өргөн хэрэглэгддэг.

1) Хугарлын илтгэгчийг хэмжих нь маш энгийн процесс бөгөөд үнэн зөв, хамгийн бага хугацаа, бодисын хэмжээгээр хийгддэг.

2) Дүрмээр бол рефрактометр нь гэрлийн хугарлын илтгэгч болон шинжлэгдэх бодисын агууламжийг тодорхойлоход 10% хүртэл нарийвчлалтай байдаг.

Рефрактометрийн аргыг жинхэнэ ба цэвэр байдлыг хянах, бие даасан бодисыг тодорхойлох, уусмалыг судлахдаа органик болон органик бус нэгдлүүдийн бүтцийг тодорхойлоход ашигладаг. Рефрактометрийг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уусмалын найрлагыг тодорхойлох, гурвалсан системд ашигладаг.

Аргын физик үндэс

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС.

Энэ хоёр дахь гэрлийн тархалтын хурдны зөрүү их байх тусам гэрлийн туяа нэг орчноос нөгөөд шилжих үед анхны чиглэлээсээ их хазайдаг.

эдгээр орчин.

Дурын хоёр тунгалаг I ба II орчны зааг дээрх гэрлийн цацрагийн хугарлыг авч үзье (Зураг харна уу). II орчин нь илүү хугарлын чадалтай, тиймээс n 1Тэгээд n 2- харгалзах зөөвөрлөгчийн хугарлыг харуулна. Хэрэв I орчин нь вакуум эсвэл агаар биш бол гэрлийн цацрагийн тусгалын син өнцгийн хугарлын син өнцгийн харьцаа нь харьцангуй хугарлын илтгэгч n rel-ийн утгыг өгнө. Утга n rel. Мөн авч үзэж буй зөөвөрлөгчийн хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаа гэж тодорхойлж болно.

n rel. = ----- = ---

Хугарлын илтгэгчийн утга нь үүнээс хамаарна

1) бодисын шинж чанар

Энэ тохиолдолд бодисын шинж чанарыг гэрлийн нөлөөн дор түүний молекулуудын хэв гажилтын зэрэг - туйлшралын зэргээр тодорхойлно. Туйлшрах чадвар илүү хүчтэй байх тусам гэрлийн хугарал илүү хүчтэй болно.

2)туссан гэрлийн долгионы урт

Хугарлын индексийн хэмжилтийг 589.3 нм гэрлийн долгионы уртад (натрийн спектрийн D шугам) хийдэг.

Хугарлын илтгэгчийн гэрлийн долгионы уртаас хамаарах хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг. Долгионы урт богино байх тусам хугарал их болно. Тиймээс янз бүрийн долгионы урттай цацрагууд өөр өөр хугардаг.

3)температур , энэ үед хэмжилт хийж байна. Хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох урьдчилсан нөхцөл бол температурын горимыг дагаж мөрдөх явдал юм. Ихэвчлэн тодорхойлолтыг 20±0.3 0 С-т гүйцэтгэдэг.

Температур нэмэгдэхийн хэрээр хугарлын индекс буурч, температур буурах тусам нэмэгддэг..

Температурын нөлөөллийн засварыг дараах томъёогоор тооцоолно.

n t =n 20 + (20-т) 0.0002, энд

n t -Баяртай өгөгдсөн температурт хугарлын индекс;

n 20 - 20 0 С-ийн хугарлын илтгэгч

Хий ба шингэний хугарлын үзүүлэлтүүдийн утгын температурын нөлөөлөл нь тэдгээрийн эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициентийн утгатай холбоотой байдаг. Халах үед бүх хий, шингэний хэмжээ нэмэгдэж, нягтрал буурч, улмаар индикатор буурдаг.

20 0 С-т хэмжсэн хугарлын илтгэгч, 589.3 нм гэрлийн долгионы уртыг индексээр тодорхойлно. n D 20

Нэг төрлийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн хугарлын илтгэгчийн түүний төлөв байдлаас хамаарах хамаарлыг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн агуулга нь мэдэгдэж байгаа хэд хэдэн стандарт системийн (жишээлбэл, уусмал) хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох замаар туршилтаар тогтоодог.

4) уусмал дахь бодисын концентраци.

Бодисын олон усан уусмалын хувьд янз бүрийн концентраци, температурт хугарлын индексийг найдвартай хэмждэг бөгөөд энэ тохиолдолд лавлах номыг ашиглаж болно. рефрактометрийн хүснэгтүүд. Дадлагаас харахад ууссан бодисын агууламж 10-20% -иас хэтрэхгүй тохиолдолд график аргын хамт олон тохиолдолд ашиглах боломжтой байдаг. шугаман тэгшитгэл нь:

n=n o +FC,

n-уусмалын хугарлын илтгэгч,

үгүй- цэвэр уусгагчийн хугарлын илтгэгч;

C- ууссан бодисын концентраци,%

Ф-эмпирик коэффициент, түүний утгыг олно

мэдэгдэж байгаа концентрацитай уусмалын хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох замаар.

РЕФРАКТОМЕТР.

Рефрактометр нь хугарлын илтгэгчийг хэмжих хэрэгсэл юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь 2 төрлийн байдаг: Abbe төрлийн ба Pulfrich төрлийн рефрактометр. Аль ч тохиолдолд хэмжилт нь хугарлын хамгийн их өнцгийг тодорхойлоход суурилдаг. Практикт янз бүрийн системийн рефрактометрийг ашигладаг: лаборатори-RL, бүх нийтийн RL гэх мэт.

Нэрмэл усны хугарлын илтгэгч нь n 0 = 1.33299 боловч энэ үзүүлэлтийг n 0 гэж тооцдог. =1,333.

Рефрактометрийн ажиллах зарчим нь хугарлын илтгэгчийг хязгаарлах өнцгийн аргаар (гэрлийн нийт тусгалын өнцөг) тодорхойлоход суурилдаг.

Гар рефрактометр

Аббе рефрактометр

Гэрлийн хугарал- нэг орчиноос нөгөөд шилжих гэрлийн туяа эдгээр мэдээллийн хэрэгслийн хил дээр чиглэлээ өөрчлөх үзэгдэл.

Гэрлийн хугарал дараах хуулийн дагуу явагдана.
Тусгал болон хугарсан туяа, тус туяа тусах цэг дээрх хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйс рүү татсан перпендикуляр нь нэг хавтгайд байрладаг. Туслах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь хоёр мэдээллийн хэрэгслийн тогтмол утга юм.
,
Хаана α - тусгалын өнцөг,
β - хугарлын өнцөг,
n - тусгалын өнцгөөс үл хамаарах тогтмол утга.

Туслах өнцөг өөрчлөгдөхөд хугарлын өнцөг ч өөрчлөгддөг. Туслах өнцөг их байх тусам хугарлын өнцөг их байна.
Хэрэв гэрэл нь оптик нягтрал багатай орчноос илүү нягт орчинд орж байвал хугарлын өнцөг нь тусах өнцгөөс үргэлж бага байна. β < α.
Хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс рүү перпендикуляр чиглэсэн гэрлийн туяа нэг орчиноос нөгөөд шилждэг хугаралгүйгээр.

бодисын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч- вакуум болон өгөгдсөн орчин дахь гэрлийн (цахилгаан соронзон долгион) фазын хурдны харьцаатай тэнцүү утга n=c/v
Хугарлын хуульд орсон n хэмжигдэхүүнийг хос зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг.

n утга нь В орчны А орчинтой харьцуулахад харьцангуй хугарлын илтгэгч, n" = 1/n нь А орчны В орчинтой харьцуулсан хугарлын илтгэгч юм.
Энэ утга нь бусад зүйлс тэнцүү байх үед цацраг нь нягт орчноос бага нягт орчин руу шилжих үед нэгдлээс их, бага нягттай орчноос илүү нягт орчинд (жишээлбэл, хийнээс) шилжих үед нэгдмэл байдлаас бага байна. эсвэл вакуумаас шингэн эсвэл хатуу). Энэ дүрмээс үл хамаарах зүйлүүд байдаг тул оптикийн хувьд нөгөөгөөсөө илүү эсвэл бага нягттай орчин гэж нэрлэдэг.
Агааргүй орон зайгаас зарим В орчны гадаргуу дээр унасан цацраг нь өөр А орчноос унаснаас илүү хүчтэй хугардаг; Агааргүй орон зайн орчинд туссан цацрагийн хугарлын илтгэгчийг түүний үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ.

(Үнэмлэхүй - вакуумтай харьцуулахад.
Харьцангуй - бусад бодистой харьцуулахад (жишээлбэл, ижил агаар).
Хоёр бодисын харьцангуй үзүүлэлт нь тэдгээрийн үнэмлэхүй үзүүлэлтүүдийн харьцаа юм.)

Нийт дотоод тусгал- тусгалын өнцөг нь тодорхой эгзэгтэй өнцгөөс хэтэрсэн тохиолдолд дотоод тусгал. Энэ тохиолдолд ослын долгион бүрэн тусгагдсан бөгөөд тусгалын коэффициентийн утга нь өнгөлсөн гадаргуугийн хамгийн дээд утгаас давсан байна. Нийт дотоод ойлтын тусгал нь долгионы уртаас үл хамаарна.

Оптикийн хувьд энэ үзэгдэл нь өргөн хүрээний цахилгаан соронзон цацраг, түүний дотор рентген туяанд ажиглагддаг.

Геометрийн оптикт энэ үзэгдлийг Снелийн хуулийн хүрээнд тайлбарладаг. Хугарлын өнцөг нь 90 ° -аас хэтрэхгүй гэдгийг харгалзан үзвэл синус нь хугарлын доод илтгэгчийн том илтгэгчийн харьцаанаас их байх тусгалын өнцгийн үед цахилгаан соронзон долгион нь эхний орчинд бүрэн тусгагдсан байх ёстой.

Энэ үзэгдлийн долгионы онолын дагуу цахилгаан соронзон долгион нь хоёр дахь орчинд нэвтэрсэн хэвээр байгаа бөгөөд "нэгдмэл бус долгион" гэж нэрлэгддэг долгион тархдаг бөгөөд энэ нь экспоненциалаар задарч, энерги авч явдаггүй. Нэг төрлийн бус долгионы хоёр дахь орчинд нэвтрэн орох гүн нь долгионы уртын дараалалтай байна.

Гэрлийн хугарлын хуулиуд.

Хэлсэн бүх зүйлээс бид дүгнэж байна:
1 . Өөр өөр оптик нягтралтай хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс дээр гэрлийн туяа нэг орчноос нөгөөд шилжихдээ чиглэлээ өөрчилдөг.
2. Гэрлийн цацраг илүү өндөр оптик нягтралтай орчинд шилжих үед хугарлын өнцөг тусах өнцөгөөс бага байна; Гэрлийн туяа нь оптик нягтралтай орчноос бага нягттай орчинд шилжихэд хугарлын өнцөг тусах өнцөгөөс их байна.
Гэрлийн хугарал нь тусгал дагалддаг бөгөөд тусах өнцөг ихсэх тусам туссан цацрагийн тод байдал нэмэгдэж, хугарсан туяа сулардаг. Зурагт үзүүлсэн туршилтыг хийснээр үүнийг харж болно. Тиймээс туссан туяа нь илүү их гэрлийн энергийг авч явдаг тул тусах өнцөг их байдаг.

Болъё М.Н- агаар, ус гэх мэт хоёр тунгалаг мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфейс; ХК- ослын туяа, ОБ- хугарсан туяа, - тусах өнцөг, - хугарлын өнцөг, - эхний орчин дахь гэрлийн тархалтын хурд, - хоёр дахь орчинд гэрлийн тархалтын хурд.

Гэрлийн хугарлын хууль. Үнэмлэхүй ба харьцангуй хугарлын индекс (коэффициент). Нийт дотоод тусгал

Гэрлийн хугарлын хууль 17-р зуунд туршилтаар байгуулагдсан. Гэрэл нэг тунгалаг орчноос нөгөөд шилжихэд гэрлийн чиглэл өөрчлөгдөж болно. Төрөл бүрийн орчны хил дээрх гэрлийн чиглэлийн өөрчлөлтийг гэрлийн хугарал гэж нэрлэдэг. Хугарлын үр дүнд объектын хэлбэрийн илэрхий өөрчлөлт гардаг. (жишээ нь: аяга усанд халбага). Гэрлийн хугарлын хууль: Хоёр орчны зааг дээр хугарсан туяа тусах хавтгайд байрлаж, тусгалын цэг дээр хэвийн интерфэйсийг сэргээж, хугарлын өнцөг үүсгэнэ: =n 1- тусгал, 2-тусгал, n-хугарлын индекс (f. Snelius) - харьцангуй үзүүлэлтАгааргүй орон зайгаас орчинд туссан цацрагийн хугарлын илтгэгчийг түүний гэж нэрлэдэг үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч.Хугарсан цацраг нь оптик нягтралтай орчинд шилжихгүйгээр хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфейсийн дагуу гулсаж эхлэх тусгалын өнцөг - нийт дотоод тусгалыг хязгаарлах өнцөг. Нийт дотоод тусгал- тусгалын өнцөг нь тодорхой эгзэгтэй өнцгөөс хэтэрсэн тохиолдолд дотоод тусгал. Энэ тохиолдолд ослын долгион бүрэн тусгагдсан бөгөөд тусгалын коэффициентийн утга нь өнгөлсөн гадаргуугийн хамгийн дээд утгаас давсан байна. Нийт дотоод ойлтын тусгал нь долгионы уртаас үл хамаарна. Оптикийн хувьд энэ үзэгдэл нь өргөн хүрээний цахилгаан соронзон цацраг, түүний дотор рентген туяанд ажиглагддаг. Геометрийн оптикт уг үзэгдлийг Снелийн хуулийн хүрээнд тайлбарладаг. Хугарлын өнцөг нь 90 ° -аас хэтрэхгүй гэдгийг харгалзан үзвэл синус нь жижиг хугарлын илтгэгчийг том илтгэгчийн харьцаанаас их байх тусгалын өнцөгт цахилгаан соронзон долгион нь эхний орчинд бүрэн тусгагдсан байх ёстой. Жишээ нь: Байгалийн олон талстууд, ялангуяа зүсэгдсэн үнэт болон хагас үнэт чулуунуудын тод гялалзалтыг бүхэлд нь дотоод тусгалаар тайлбарладаг бөгөөд үүний үр дүнд болор руу орж буй туяа бүр нь маш олон тооны тод туяа үүсгэдэг. тархалтын үр дүн.