Волновая оптика. Квантовая природа излучения.

Элементы атомной и ядерной физики

Законы и формулы

Волновая оптика

Абсолютный показатель преломления среды

,

где с = 3∙10⁸ м/с – скорость распространения света в вакууме, v – скорость распространения света в среде.

Оптический ход светового луча (оптическая длина пути):

                                                      ,                                                          

где l – геометрический ход луча.

Оптическая разность хода двух волн:

                                                  .

Условие усиления света при интерференции волн от двух когерентных источников:

                                                   ,

где – длина волны падающего света, k = 0, 1, 2, … .

Условие ослабления при интерференции двух волн:

                                               .

Линейное расстояние между соседними интерференционными максимумами или минимумами на экране, расположенном параллельно двум когерентным источникам света:

                                                     ,

где l – расстояние от когерентных источников волн до экрана, d – расстояние между источниками волн (при этом ), – длина волны, излучаемая источниками.

Оптическая разность хода световых волн при интерференции на тонких пленках (или пластинках) в отраженном свете:

                    или ,

где d – толщина пленки, i – угол падения лучей на пленку, r – угол преломления лучей в пленке, n – показатель преломления пленки.

Радиусы светлых колец Ньютона в отраженном свете:

                                             ,

где  – радиус сферической поверхности, = 1, 2, … .

Радиусы темных колец Ньютона в отраженном свете:

                                                   .

В проходящем свете расположение светлых и темных колец обратно их расположению в отраженном свете.

Условие максимума дифракции света от одной щели, на которую нормально падает пучок параллельных лучей, определяется условием:

                                            ,

где – размер щели,  – угол дифракции, = 0, 1, 2, … .

Условие минимума дифракции света от одной щели:

                                                .

Условие максимума дифракции света на дифракционной решетке (при нормальном падении света на решетку):

                                                  ,

где – постоянная (период) решетки, = 0, 1, 2, … .

Разрешающая способность дифракционной решетки:

                                                ,

где – наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий ( и ), при которой эти линии могут раздельно наблюдаться в спектре, полученном с помощью данной решетки, – полное число щелей решетки.

Угловая дисперсия дифракционной решетки:

                                                    .

Формула Вульфа - Брэггов для дифракции рентгеновских лучей на кристалле:

                                                ,

где – расстояние между соседними атомными плоскостями в кристалле, – угол скольжения, – длина волны рентгеновского излучения.

Закон Бугера:

                                                    ,

где – интенсивность падающего на вещество света, – интенсивность света, прошедшего слой вещества толщиной , – коэффициент поглощения.

Степень поляризации частично поляризованного света определяется формулой:

                                                ,

где – максимальная интенсивность света, прошедшего через анализатор, – минимальная интенсивность этого света.

Интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор, определяется по закону Малюса:

                                                 ,

где – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор, – интенсивность этого света после прохождения анализатора, – угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.

Закон Брюстера:

                                                    ,

где – угол падения естественного света, при котором отраженный от диэлектрика свет полностью поляризован (угол Брюстера), – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Квантовая природа излучения.