Дундаж дахь гэрлийн хугарлын илтгэгч. Гэрлийн хугарлын хууль

Хугарлын индекс

Хугарлын индексбодисууд - вакуум ба өгөгдсөн орчин дахь гэрлийн фазын хурд (цахилгаан соронзон долгион) -ын харьцаатай тэнцүү хэмжигдэхүүн. Түүнчлэн хугарлын илтгэгчийг бусад долгион, тухайлбал дуу чимээний хувьд заримдаа ярьдаг, гэхдээ сүүлийнх гэх мэт тохиолдолд тодорхойлолтыг ямар нэгэн байдлаар өөрчлөх шаардлагатай болдог.

Хугарлын илтгэлцүүр нь тухайн бодисын шинж чанар, цацрагийн долгионы уртаас хамаардаг бөгөөд цахилгаан соронзон долгионы давтамж бага давтамжаас оптик болон түүнээс дээш болж өөрчлөгдөхөд хугарлын илтгэгч нэлээд хүчтэй өөрчлөгддөг. давтамжийн хуваарийн тодорхой хэсэг. Өгөгдмөл нь ихэвчлэн оптик муж эсвэл контекстээр тодорхойлсон мужийг хэлнэ.

Холбоосууд

• RefractiveIndex.INFO хугарлын илтгэгчийн мэдээллийн сан

Викимедиа сан.

2010 он.

Бусад толь бичгүүдээс "Хугарлын индекс" гэж юу болохыг хараарай. Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй n21, эхний (c1) ба хоёр дахь (c2) орчин дахь оптик цацрагийн (c гэрэл) тархалтын хурдны хэмжээсгүй харьцаа: n21 = c1/c2. Үүний зэрэгцээ энэ нь хамааралтай. P. p нь g l a p a d e n i j ба y g l ... ...-ийн синусуудын харьцаа юм.

Физик нэвтэрхий толь бичиг

Хугарлын илтгэгчийг харна уу... Хугарлын илтгэгчийг үзнэ үү. * * * ХУГРАЛЫН ИНДЕКС, хугарлын индексийг үзнэ үү (Хугарлын индексийг үзнэ үү) ...Нэвтэрхий толь бичиг - ХУГРАЛЫН ИНДЕКС, орчныг тодорхойлох хэмжигдэхүүн бөгөөд вакуум дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү (үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч). Хугарлын илтгэгч n нь диэлектрик e ба соронзон нэвчилтээс m хамаарна... ...

Зурагт нэвтэрхий толь бичиг Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй n21, эхний (c1) ба хоёр дахь (c2) орчин дахь оптик цацрагийн (c гэрэл) тархалтын хурдны хэмжээсгүй харьцаа: n21 = c1/c2. Үүний зэрэгцээ энэ нь хамааралтай. P. p нь g l a p a d e n i j ба y g l ... ...-ийн синусуудын харьцаа юм.

- (REFRACTION INDEX-ийг үзнэ үү). Физик нэвтэрхий толь бичиг. М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор А.М.Прохоров. 1983 ... Хугарлын индексийг үзнэ үү...

Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг Вакуум дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа (үнэмлэхүй хугарлын индекс). 2 зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч нь интерфэйс дээр гэрэл тусах орчин дахь гэрлийн хурдыг хоёр дахь дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа юм... ...

Энэ нийтлэл нь хугарлын илтгэгч гэх мэт оптик ойлголтын мөн чанарыг илчилдэг. Энэ хэмжигдэхүүнийг олж авах томъёог өгч, цахилгаан соронзон долгионы хугарлын үзэгдлийн хэрэглээний талаар товч тоймыг өгсөн болно.

Алсын хараа ба хугарлын индекс

Соёл иргэншлийн эхэн үед хүмүүс нүд хэрхэн хардаг вэ? Хүн эргэн тойрон дахь объектуудыг мэдрэх цацрагийг ялгаруулдаг, эсвэл эсрэгээр бүх зүйл ийм туяа ялгаруулдаг гэж үздэг. Энэ асуултын хариултыг XVII зуунд өгсөн. Энэ нь оптикт байдаг бөгөөд хугарлын илтгэгч гэж юу болохтой холбоотой. Төрөл бүрийн тунгалаг гадаргуугаас тусгаж, ил тод гадаргуутай хил дээр хугарсан гэрэл нь хүнийг харах боломжийг олгодог.

Гэрэл ба хугарлын илтгэгч

Манай гараг нарны гэрэлд бүрхэгдсэн байдаг. Үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэх мэт ойлголт нь фотонуудын долгионы шинж чанартай холбоотой байдаг. Вакуум орчинд тархах фотон нь ямар ч саад бэрхшээл тулгардаггүй. Дэлхий дээр гэрэл нь олон төрлийн нягттай орчинд тааралддаг: агаар мандал (хийн холимог), ус, талст. Цахилгаан соронзон долгионы хувьд гэрлийн фотонууд вакуум дахь нэг фазын хурдтай байдаг в), мөн хүрээлэн буй орчинд - өөр (тэмдэглэгдсэн v). Эхний болон хоёр дахь харьцааг үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг. Томъёо нь дараах байдалтай байна: n = c / v.

Фазын хурд

Цахилгаан соронзон орчны фазын хурдыг тодорхойлох нь зүйтэй. Үгүй бол хугарлын илтгэгч гэж юу болохыг ойлгоорой n, энэ нь хориотой. Гэрлийн фотон бол долгион юм. Энэ нь түүнийг хэлбэлздэг энергийн багц хэлбэрээр дүрсэлж болно гэсэн үг юм (синусын долгионы сегментийг төсөөлөөд үз дээ). Фаз нь тухайн цаг мөчид долгион дамждаг синусоидын сегмент юм (энэ нь хугарлын илтгэгч гэх мэт хэмжигдэхүүнийг ойлгоход чухал гэдгийг санаарай).

Жишээлбэл, фаз нь синусоид эсвэл түүний налуугийн зарим сегментийн дээд тал байж болно. Долгионы фазын хурд нь тухайн үе шатанд шилжих хурд юм. Хугарлын илтгэгчийн тодорхойлолтоос харахад эдгээр утгууд нь вакуум болон орчны хувьд ялгаатай байдаг. Түүнээс гадна орчин бүр энэ хэмжигдэхүүний өөрийн гэсэн утгатай байдаг. Аливаа тунгалаг нэгдэл нь түүний найрлагаас үл хамааран бусад бүх бодисоос ялгаатай хугарлын илтгэгчтэй байдаг.

Үнэмлэхүй ба харьцангуй хугарлын илтгэгч

Үнэмлэхүй утгыг вакуумтай харьцуулахад хэмждэг болохыг дээр дурдсан. Гэсэн хэдий ч манай гаригт энэ нь хэцүү байдаг: гэрэл нь агаар, ус эсвэл кварц, шпинелийн хил дээр илүү их тусдаг. Эдгээр зөөвөрлөгч бүрийн хувьд дээр дурдсанчлан хугарлын илтгэгч өөр өөр байдаг. Агаарт гэрлийн фотон нэг чиглэлд хөдөлж, нэг фазын хурдтай (v 1) байдаг боловч усанд орохдоо тархалтын чиглэл болон фазын хурдыг (v 2) өөрчилдөг. Гэсэн хэдий ч эдгээр хоёр чиглэл нь нэг хавтгайд оршдог. Энэ нь нүдний торлог бүрхэвч эсвэл камерын матриц дээр хүрээлэн буй ертөнцийн дүр төрх хэрхэн үүсдэгийг ойлгоход маш чухал юм. Хоёр үнэмлэхүй утгын харьцаа нь харьцангуй хугарлын илтгэгчийг өгдөг. Томъёо нь дараах байдалтай байна: n 12 = v 1 / v 2.

Харин гэрэл эсрэгээрээ уснаас гарч агаарт орвол яах вэ? Дараа нь энэ утгыг n 21 = v 2 / v 1 томъёогоор тодорхойлно. Харьцангуй хугарлын индексийг үржүүлэхэд бид n 21 * n 12 = (v 2 * v 1) / (v 1 * v 2) = 1 болно. Энэ хамаарал нь дурын хос зөөвөрлөгчийн хувьд хүчинтэй байна. Харьцангуй хугарлын илтгэгчийг тусгал ба хугарлын өнцгийн синусуудаас олж болно n 12 = sin Ɵ 1 / sin Ɵ 2. Өнцөг нь ердийнхөөс гадаргуу хүртэл хэмжигддэг гэдгийг бүү мартаарай. Нормаль гэдэг нь гадаргуутай перпендикуляр шугам юм. Хэрэв асуудалд өнцгөөр өгвөл тэр нь α гадаргуутай харьцуулахад унавал бид (90 - α) синусыг тооцоолох ёстой.

Хугарлын илтгэгчийн гоо үзэсгэлэн ба түүний хэрэглээ

Нартай тайван өдөр нуурын ёроолд эргэцүүлэл тоглоно. Хадыг хар хөх өнгийн мөс бүрхэнэ. Очир алмааз нь эмэгтэй хүний ​​гарт олон мянган оч цацдаг. Эдгээр үзэгдлүүд нь тунгалаг орчны бүх хил хязгаар нь харьцангуй хугарлын илтгэгчтэй байдгийн үр дагавар юм. Гоо сайхны таашаал авахаас гадна энэ үзэгдлийг практик хэрэглээнд ашиглаж болно.

Энд жишээнүүд байна:

• Шилэн линз нь нарны гэрлийн цацрагийг цуглуулж, өвсийг галд хүргэдэг.
• Лазер туяа нь өвчтэй эрхтэнд анхаарлаа төвлөрүүлж, шаардлагагүй эдийг таслана.
• Эртний будсан цонхон дээр нарны гэрэл хугарч, онцгой уур амьсгал бүрдүүлдэг.
• Микроскоп нь маш жижиг хэсгүүдийн зургийг томруулдаг
• Спектрофотометрийн линз нь судалж буй бодисын гадаргуугаас туссан лазерын гэрлийг цуглуулдаг. Ингэснээр шинэ материалын бүтэц, дараа нь шинж чанарыг ойлгох боломжтой болно.
• Мэдээллийг одоогийнх шиг электроноор биш харин фотоноор дамжуулдаг фотоник компьютерын төсөл хүртэл бий. Ийм төхөөрөмж нь хугарлын элементүүдийг зайлшгүй шаарддаг.

Долгионы урт

Гэсэн хэдий ч Нар биднийг зөвхөн харагдахуйц спектрийн фотоноор хангадаг. Хэт улаан туяа, хэт ягаан туяа, рентген туяа нь хүний ​​хараанд мэдрэгддэггүй ч бидний амьдралд нөлөөлдөг. IR туяа нь биднийг дулаацуулж, хэт ягаан туяаны фотонууд нь агаар мандлын дээд давхаргыг ионжуулж, ургамалд фотосинтезээр хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Хугарлын илтгэгч нь юутай тэнцүү байх нь зөвхөн хил хязгаар нь орших бодисоос гадна цацрагийн цацрагийн долгионы уртаас хамаарна. Бид яг ямар үнэ цэнийн тухай ярьж байгаа нь контекстээс ихэвчлэн тодорхой байдаг. Хэрэв энэ номонд рентген туяа, түүний хүмүүст үзүүлэх нөлөөг судалсан бол nТэнд энэ мужид тусгайлан тодорхойлсон байдаг. Гэхдээ ихэвчлэн цахилгаан соронзон долгионы харагдах спектрийг өөр зүйл заагаагүй бол илэрхийлдэг.

Хугарлын индекс ба тусгал

Дээр бичсэнээс харахад ил тод орчны тухай ярьж байна. Бид агаар, ус, алмазыг жишээ болгон өгсөн. Харин мод, боржин чулуу, хуванцарыг яах вэ? Тэдний хувьд хугарлын илтгэгч гэж байдаг уу? Хариулт нь төвөгтэй, гэхдээ ерөнхийдөө - тийм.

Юуны өмнө бид ямар төрлийн гэрэлтэй харьцаж байгааг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Үзэгдэх фотонуудад тунгалаг бус орчин нь рентген эсвэл гамма цацрагаар таслагдана. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв бид бүгд супер хүмүүс байсан бол бидний эргэн тойрон дахь бүх ертөнц бидний хувьд тунгалаг байх болно, гэхдээ янз бүрийн хэмжээгээр. Жишээлбэл, бетонон хана нь вазелинаас илүү нягтралгүй, металл холбох хэрэгсэл нь илүү нягт жимсний хэсгүүд шиг харагдах болно.

Бусад энгийн тоосонцор болох мюоны хувьд манай гараг ерөнхийдөө тунгалаг байдаг. Нэгэн цагт эрдэмтэд өөрсдийн оршин тогтнох үнэнийг батлахад маш их бэрхшээлтэй тулгарч байсан. Сая сая мюонууд секунд тутамд биднийг цоолж байдаг ч нэг бөөмс нь бодистой мөргөлдөх магадлал маш бага бөгөөд үүнийг илрүүлэхэд маш хэцүү байдаг. Дашрамд дурдахад, Байгаль нуур удахгүй мюоныг “барих” газар болно. Түүний гүн, тунгалаг ус нь үүнд тохиромжтой, ялангуяа өвлийн улиралд. Хамгийн гол нь мэдрэгч нь хөлдөхгүй байх явдал юм. Тиймээс бетоны хугарлын илтгэгч, жишээлбэл, рентген фотонуудын хувьд утга учиртай. Түүгээр ч барахгүй бодисыг рентген туяагаар туяарах нь талстуудын бүтцийг судлах хамгийн зөв бөгөөд чухал аргуудын нэг юм.

Математикийн утгаараа тухайн мужид тунгалаг бус бодисууд нь төсөөллийн хугарлын илтгэгчтэй байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй. Эцэст нь хэлэхэд, бодисын температур нь түүний ил тод байдалд нөлөөлдөг гэдгийг бид ойлгох ёстой.

Хугарлын хуулийг боловсруулахдаа §81-д оруулсан хугарлын илтгэгчийн талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.

Хугарлын илтгэгч нь цацраг унадаг орчин болон нэвтрэн орох орчны аль алиных нь оптик шинж чанараас хамаарна. Вакуумаас гэрэл ямар нэгэн орчинд тусахад олж авсан хугарлын илтгэгчийг тухайн орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ.

Цагаан будаа. 184. Хоёр орчны хугарлын харьцангуй илтгэгч:

Нэгдүгээр орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч хоёр дахь орчных - . Эхний болон хоёр дахь зөөвөрлөгчийн зааг дээрх хугарлыг харгалзан үзэхэд харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэгддэг эхний орчноос хоёрдугаарт шилжих үеийн хугарлын илтгэгч нь хугарлын үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаатай тэнцүү байх ёстой. хоёр дахь болон эхний хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл:

(Зураг 184). Үүний эсрэгээр, хоёр дахь орчноос эхний рүү шилжихэд харьцангуй хугарлын илтгэгч байдаг

Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч ба тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн хооронд тогтоосон холболтыг урвуу хугарлын хуулийн (§82) адилаар шинэ туршилтгүйгээр онолын хувьд гаргаж болно.

Илүү өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчинг оптик нягтрал гэж нэрлэдэг. Агаартай харьцуулахад янз бүрийн мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын илтгэгчийг ихэвчлэн хэмждэг. Агаарын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь . Тиймээс аливаа орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь түүний агаартай харьцуулахад хугарлын илтгэгчтэй томьёогоор холбогддог.

Хүснэгт 6. Агаартай харьцуулахад янз бүрийн бодисын хугарлын илтгэгч

Хугарлын илтгэгч нь гэрлийн долгионы уртаас, өөрөөр хэлбэл түүний өнгөнөөс хамаарна. Янз бүрийн өнгө нь хугарлын янз бүрийн үзүүлэлттэй тохирдог. Дисперс гэж нэрлэгддэг энэ үзэгдэл нь оптикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бид энэ үзэгдлийг дараагийн бүлгүүдэд дахин дахин авч үзэх болно. Хүснэгтэнд өгсөн өгөгдөл. 6, шар гэрлийг харна уу.

Тусгалын хуулийг хугарлын хуультай ижил хэлбэрээр албан ёсоор бичиж болно гэдэг нь сонирхолтой юм. Харгалзах туяаны перпендикуляраас өнцгийг үргэлж хэмжихээр тохиролцсон гэдгийг санаарай. Тиймээс бид тусгалын өнцөг ба тусгалын өнцгийг эсрэг тэмдэгтэй байх ёстой, өөрөөр хэлбэл. тусгалын хуулийг гэж бичиж болно

(83.4)-ийг хугарлын хуультай харьцуулж үзвэл тусгалын хуулийг -ийн хугарлын хуулийн онцгой тохиолдол гэж үзэж болно. Тусгал ба хугарлын хуулиудын энэхүү албан ёсны ижил төстэй байдал нь практик асуудлыг шийдвэрлэхэд ихээхэн ач холбогдолтой юм.

Өмнөх танилцуулгад хугарлын илтгэгч нь түүгээр дамжин өнгөрөх гэрлийн эрчмээс үл хамааран орчны тогтмол гэсэн утгатай байв. Хугарлын илтгэгчийн ийм тайлбар нь байгалийн юм, гэхдээ орчин үеийн лазерыг ашиглан цацрагийн өндөр эрчимтэй байж болох тохиолдолд энэ нь үндэслэлгүй юм. Хүчтэй гэрлийн цацраг дамждаг орчны шинж чанар нь энэ тохиолдолд түүний эрчмээс хамаарна. Тэдний хэлснээр орчин нь шугаман бус болдог. Орчны шугаман бус байдал нь ялангуяа өндөр эрчимтэй гэрлийн долгион нь хугарлын илтгэгчийг өөрчилдөгт илэрдэг. Хугарлын илтгэгчийн цацрагийн эрчмээс хамаарах хамаарал нь хэлбэртэй байна

Энд ердийн хугарлын илтгэгч ба шугаман бус хугарлын илтгэгч ба пропорциональ байдлын хүчин зүйл юм. Энэ томьёоны нэмэлт нэр томъёо нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно.

Хугарлын илтгэгчийн харьцангуй өөрчлөлт харьцангуй бага байна. At шугаман бус хугарлын илтгэгч. Гэсэн хэдий ч хугарлын индекс дэх ийм жижиг өөрчлөлтүүд ч мэдэгдэхүйц юм: тэдгээр нь гэрлийг өөртөө төвлөрүүлэх өвөрмөц үзэгдэлээр илэрдэг.

Эерэг шугаман бус хугарлын илтгэгчтэй орчинг авч үзье. Энэ тохиолдолд гэрлийн эрч хүч нэмэгдэж байгаа газрууд нь хугарлын илтгэгч нэмэгдсэн бүсүүд юм. Дүрмээр бол бодит лазерын цацрагийн хувьд цацрагийн туяаны хөндлөн огтлол дахь эрчмийн тархалт жигд бус байдаг: тэнхлэгийн дагуу эрчим нь хамгийн их бөгөөд туяаны ирмэг рүү жигд буурдаг. 185 хатуу муруй. Үүнтэй төстэй тархалт нь лазер туяа тархдаг тэнхлэгийн дагуух шугаман бус орчинтой эсийн хөндлөн огтлолын хугарлын илтгэгчийн өөрчлөлтийг мөн тодорхойлдог. Кюветийн тэнхлэгийн дагуу хамгийн их байдаг хугарлын илтгэгч нь түүний хана руу жигдхэн буурдаг (185-р зураг дээрх тасархай муруй).

Хувьсах хугарлын илтгэгчтэй орчинд нэвтэрч буй лазерыг тэнхлэгтэй зэрэгцүүлэн орхиж буй цацрагийн туяа нь илүү том байх чиглэлд хазайдаг. Тиймээс кюветийн ойролцоох эрчимжилт нэмэгдэж байгаа нь энэ хэсэгт гэрлийн цацрагийн концентрацийг бий болгодог бөгөөд үүнийг хөндлөн огтлол ба Зураг дээр схемээр үзүүлэв. 185, энэ нь цаашид нэмэгдэхэд хүргэдэг. Эцсийн эцэст шугаман бус орчинд дамжин өнгөрөх гэрлийн цацрагийн үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь мэдэгдэхүйц багасдаг. Гэрэл нь хугарлын өндөр илтгэгчтэй нарийн сувгаар дамждаг. Тиймээс цацрагийн лазер туяа нарийсч, шугаман бус орчин нь эрчимтэй цацрагийн нөлөөн дор цуглуулагч линз болж ажилладаг. Энэ үзэгдлийг өөртөө анхаарлаа төвлөрүүлэх гэж нэрлэдэг. Үүнийг жишээ нь шингэн нитробензолд ажиглаж болно.

Цагаан будаа. 185. Лазерын цацрагийн туяаны хөндлөн огтлолоор кюветт орох хэсэгт (а), оролтын төгсгөлийн ойролцоо (), дунд хэсэгт (), кюветийн гаралтын төгсгөлд () цацрагийн эрчим ба хугарлын илтгэгчийн тархалт. )

ХУГРААХ ИНДЕКС(хугарлын индекс) - оптик. холбоотой хүрээлэн буй орчны онцлог гэрлийн хугаралхоёр ил тод оптикийн хувьд нэгэн төрлийн болон изотроп медиа хоорондын интерфейс дээр нэг орчноос нөгөөд шилжих явцад болон хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлд гэрлийн тархалтын фазын хурдны зөрүүгээс шалтгаална.

P. p-ийн утга нь эдгээр хурдны харьцаатай тэнцүү байна. хамаатан саданЭдгээр орчны P. p. Хэрэв гэрэл хоёр дахь эсвэл эхний орчинд унавал (гэрлийн тархалтын хурд хаана байна).

хамт) , дараа нь тоо хэмжэээдгээр дундажуудын үнэмлэхүй pp. Энэ тохиолдолд хугарлын хуулийг тусгал ба хугарлын өнцгүүд ба гэсэн хэлбэрээр бичиж болно. Үнэмлэхүй чадлын хүчин зүйлийн хэмжээ нь тухайн бодисын шинж чанар, бүтэц, түүний нэгтгэх байдал, температур, даралт гэх мэтээс хамаарна. Өндөр эрчимтэй үед чадлын хүчин зүйл нь гэрлийн эрчмээс хамаарна (харна уу.Шугаман бус оптик) . Олон тооны бодисуудад P. гадны нөлөөний нөлөөн дор өөрчлөгддөг. цахилгаан талбарууд (Керр эффект

- шингэн ба хийд; цахилгаан оптик Халаасны эффект- талст хэлбэрээр).

Өгөгдсөн орчны хувьд шингээлтийн зурвас нь гэрлийн долгионы уртаас l-ээс хамаардаг ба шингээлтийн зурвасын бүсэд энэ хамаарал хэвийн бус байна (Зураг 1-ийг үз). Кристал оптикШингээх чадвартай мэдээллийн хэрэгслийн хувьд (ялангуяа металлын хувьд) шингээлтийн коэффициент нь нарийн төвөгтэй утга бөгөөд га нь ердийн шингээлтийн коэффициент бөгөөд шингээлтийн индекс (харна уу). Гэрлийн шингээлт, Металл оптик).

P. p нь макроскоп юм. хүрээлэн буй орчны онцлог, түүнтэй холбоотой диэлектрик тогтмол n mag. нэвчих чадвар Сонгодог электрон онол (харна уу Гэрлийн тархалт) нь P. p-ийн утгыг микроскоптой холбох боломжийг олгодог. хүрээлэн буй орчны шинж чанар - электрон туйлшрах чадваратомын шинж чанар, гэрлийн болон орчны давтамжаас хамааран атом (эсвэл молекул): хаана Н- нэгж эзэлхүүн дэх атомын тоо.

Атом (молекул) дээр ажилладаг цахилгаан. Гэрлийн долгионы талбар нь оптик долгионы шилжилтийг үүсгэдэг. тэнцвэрийн байрлалаас электрон; атом индукторуудыг олж авдаг. диполь момент нь туссан гэрлийн давтамжаас хамааран өөр өөр байдаг ба хоёрдогч когерент долгионы эх үүсвэр болдог. Эдгээр нь орчин дээрх долгионд саад болж, фазын хурдтай орчинд тархах гэрлийн долгион үүсгэдэг.

Уламжлалт (лазер бус) гэрлийн эх үүсвэрийн эрчим харьцангуй бага, цахилгаан эрчим хүч. Атомд үйлчилж буй гэрлийн долгионы талбар нь атомын доторх цахилгаанаас хамаагүй бага юм. талбарууд ба атом дахь электроныг гармоник гэж үзэж болно. осциллятор. Энэ ойролцоолсноор утга ба P. p.

Эдгээр нь гэрлийн эрчмээс үл хамааран тогтмол хэмжигдэхүүнүүд (өгөгдсөн давтамжтай) юм. Хүчтэй лазераар үүсгэгдсэн гэрлийн эрчимтэй урсгалд цахилгааны үнэ цэнэ. Гэрлийн долгионы талбар нь атомын доторх цахилгаантай тэнцүү байж болно.

талбарууд ба эв нэгдлийн осцилляторын загвар нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй юм. Электрон атомын систем дэх хүчний ангармоник байдлыг харгалзан үзэх нь атомын туйлшрал, улмаар бөөмийн туйлшрал нь гэрлийн эрчмээс хамааралтай болоход хүргэдэг. хоорондын хамаарал нь шугаман бус болж хувирдаг; P. p. хэлбэрээр төлөөлж болно Хаана - бага гэрлийн эрчимтэй үед P. p.(ихэвчлэн хүлээн зөвшөөрөгдсөн тэмдэглэгээ) - P. p. буюу коэффициентийн шугаман бус нэмэлт. шугаман бус байдал.

P. p. Жишээлбэл, хүрээлэн буй орчны шинж чанараас хамаарна. силикат шилний хувьд

P. p. Мөн нөлөөллийн үр дүнд өндөр эрчимтэй нөлөөлсөн: 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 мэдээллийн хэрэгслийн 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 унасан гэрэл нь хажуугийн гадаргуугаас нийт дотоод тусгалын улмаас түүний дагуу хол зайд тархаж 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 болох 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 цацрагийг жижиг нүхээр дамжуулан шилэн призм рүү чиглүүлэв. Призмийг цохих үед цацраг хугарч, эсрэг талын ханан дээр солонгын өнгөөр ​​солонгорсон уртасгасан дүрс гарч ирэв - 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 цацраг 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 өнгөний хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг.

Дүгнэлт:- призм 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.

Энэхүү жижиг жигд бус байдлын дифракцийг 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 хүчинтэй 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. Туйлшаагүй(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 нь орон зайд өөрчлөгдөөгүй эсвэл тодорхой хуулийн дагуу өөрчлөгддөг. E векторын чиглэл эмх замбараагүй өөрчлөгддөг цацраг - туйлшралгүй. Ийм цацрагийн жишээ нь 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 туйлшрал Е цахилгаан вектор нь долгионы тархалтын чиглэлийг тойрон долгионы өнцгийн давтамжтай тэнцүү өнцгийн хурдтайгаар эргэлдэж, үнэмлэхүй утгыг нь хадгалах үед үүсдэг. Энэхүү туйлшрал нь харааны шугамд перпендикуляр хавтгайд В 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 тийшээ (Е вектор тархаж буй долгион руу харахад цагийн зүүний дагуу эргэлддэг) ба зүүн ( тархаж буй долгион руу харахад E вектор 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 хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог туйлшралын зэрэг Р, үүнийг дараах байдлаар тодорхойлно: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin)Хаана Imax,Иммин- анализатороор дамжих цахилгаан соронзон энергийн урсгалын хамгийн их ба хамгийн бага нягт (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 (гэрлийн долгионыг цахилгаан (болон соронзон) векторын тодорхой чиг баримжаагаар тусгаарлах зэрэг) нь цацрагийн тусгалын өнцөг ба хугарлын илтгэгчээс 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). Хэрэв жишээ нь 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, гэхдээ санамсаргүйгээр. 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 гэрэл бүрэн туйлширсан байна Брюстерийн өнцөг гэж нэрлэдэг Брюстерийн хууль: - 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.

Байгалийн гэрэл (энгийн эх үүсвэрээс, нар) нь туйлшралын янз бүрийн, эмх замбараагүй тархсан 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 байдаг.

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 ба түүний ард байгаа орчны туйлшрал нь эсрэг чиглэлд, эсрэг туйлширсан атомуудын цацраг нь 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 болно. Энэ нь цаг хугацааны тэгш байдлын нөхцөлийг өгдөг. Замын D зайгаар тусгаарлагдсан хэсгүүдээс ялгарах долгионы хөндлөнгийн нөлөөгөөр гэрэл унтардаг бүх чиглэлд D-ийн утгыг тодорхой тэгшитгэлээр тодорхойлно, Т 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).