Leçon 25 / III-1 Étendue de la lumière dans divers environnements. La réfraction de la lumière sur la bordure de la partition multimédia.

Étudier un nouveau matériau.

Jusqu'à présent, nous avons considéré la propagation de la lumière dans un environnement, comme d'habitude - dans les airs. La lumière peut se propager dans divers environnements: passer d'un environnement à un autre; Aux points d'automne, les rayons ne sont pas seulement réfléchis à la surface, mais ne le transmettent également partiellement. De telles transitions causent de nombreux phénomènes magnifiques et intéressants.

Changer la direction de la propagation de la lumière traversant la frontière de deux environnements est appelée réfraction de la lumière.

Une partie du faisceau lumineux tombant sur la frontière de la section de deux médias transparents est reflétée et la pièce va à un autre mercredi. Dans le même temps, la direction du faisceau lumineux, qui a déménagé à un autre mercredi, change. Par conséquent, le phénomène est appelé réfraction et le faisceau est réfracté.

1 - faisceau en chute

2 - Rayon réfléchi

3 - poutre réfractée α β

OO 1 - Bordure de la section de deux environnements

Mn - perpendiculaire environ 1

L'angle formé par la poutre et perpendiculaire à la bordure de la section de deux supports, abaissé au point de tomber le faisceau, est appelé angle de réfraction γ (gamma).

La lumière dans le vide s'applique à une vitesse de 300 000 km / s. Dans n'importe quel environnement, la vitesse de la lumière est toujours inférieure à l'aspirateur. Par conséquent, lorsque vous déplacez la lumière d'un milieu à un autre, sa vitesse est réduite et c'est la cause de la réfraction de la lumière. Moins la vitesse de propagation légère dans cet environnement, la plus grande densité optique a cet environnement. Par exemple, l'air a plus de densité optique que le vide, car dans l'air, la vitesse de la lumière est quelque peu inférieure à celle d'un aspirateur. La densité optique de l'eau est supérieure à la densité d'air optique, car la vitesse de la lumière dans l'air est supérieure à celle de l'eau.

Plus les densités optiques des deux médias sont distinguées, plus la lumière est recto sur la frontière de leur partition. Plus la vitesse de la lumière sur la bordure de la section des deux médias, plus elle est réfractée.

Pour chaque substance transparente, il existe une caractéristique physique aussi importante que l'indice de réfraction de la lumière n. Il montre combien de fois la vitesse de la lumière dans cette substance, moins que sous vide.

Indice de réfraction de la lumière

Le rapport des valeurs de l'angle d'incidence et de l'angle de réfraction dépend de la densité optique de chacun des moyens. Si le faisceau de lumière passe du milieu avec une densité optique inférieure mercredi avec une densité optique supérieure, l'angle de réfraction sera plus petit que l'angle de l'automne. Si le faisceau lumineux passe du milieu avec une densité optique supérieure, l'angle de réfraction sera inférieur à l'angle de l'automne. Si le faisceau de lumière passe du milieu avec une densité optique supérieure au milieu avec une densité optique inférieure, l'angle de réfraction est supérieur à l'angle de l'automne.

C'est-à-dire si n 1 γ; Si N 1\u003e N 2, puis α<γ.

Loi de la réfraction de la lumière :

Le rayon tombant, le faisceau est réfracté et perpendiculaire à la bordure des sections de deux médias au point de tomber dans le faisceau, se situant dans le même plan.

Le rapport de l'angle de l'automne et du coin de la réfraction est déterminé par la formule.

où est l'angle des sinus de l'automne, - une réfraction sinuse mignonne.

La valeur des sinuses і tiangents pour les angles 0 - 900

La loi de la réfraction de la lumière a d'abord formulé l'astronome néerlandais et le mathématicien V. Snelius vers 1626, professeur de l'Université de Leiden (1613 g).

Pour le XVIème siècle, l'optique était une science ultramoderne. Le bol en verre rempli d'eau, utilisé comme objectif, a une loupe. Et de celui-ci a été inventé par un tube de cornichon et un microscope. À cette époque, les Pays-Bas avaient besoin de tuyaux de ramassage pour regarder la côte et s'éloigner des ennemis. C'est l'optique qui garantit le succès et la fiabilité de la navigation. Par conséquent, aux Pays-Bas, beaucoup de scientifiques étaient intéressés par une optique précisément. Hollandian Skel Skel Wang Royen (Snelius) Warradords, comme un mince rayon de lumière reflété dans le miroir. Il a mesuré l'angle de l'automne et de l'angle de réflexion et installé: l'angle de réflexion est égal à l'angle de chute. Il appartient également aux lois de la réflexion de la lumière. Il a dirigé la loi de la réfraction de la lumière.

Considérez la loi de la réfraction de la lumière.

Il s'agit d'un indice de réfraction relatif du deuxième moyen par rapport au premier, dans le cas où la seconde a une densité optique supérieure. Si la lumière est réfractée et passe avec un milieu de densité optique plus petit, alors α< γ, тогда

Si le premier support est un vide, alors n 1 \u003d 1 alors.

Cet indicateur s'appelle l'indice de réfraction absolu du deuxième environnement:

où est la vitesse de la lumière dans Vacuo, la vitesse de la lumière dans cet environnement.

La conséquence de la réfraction de la lumière dans l'atmosphère terrestre est le fait que nous voyons le soleil et les étoiles légèrement au-dessus de leur position réelle. La réfraction de la lumière peut être expliquée par la survenue de mirages, arc-en-ciel ... Le phénomène de la réfraction de la lumière est la base du principe de fonctionnement des dispositifs optiques numériques: microscope, télescope, caméras.

Message de l'administrateur:

Les gars! Qui a longtemps voulu apprendre l'anglais?
Passer à travers i. obtenez deux leçons gratuites À l'école English Skyeng!
Je y fais moi-même - très cool. Les progrès sont évidents.

L'application que vous pouvez apprendre des mots, former le public et la prononciation.

Essayer. Deux leçons gratuitement sur mon lien!
presse

Il n'y a rien d'autre comme le rapport de l'angle sinueux de tomber au sinus du coin de la réfraction

L'indice de réfraction dépend des propriétés de la substance et de la longueur de la longueur d'onde de rayonnement, pour certaines substances, l'indice de réfraction change assez fortement lorsque la fréquence des ondes électromagnétiques de basses fréquences est modifiée en optique et en outre, et peut également changer dans certaines régions de l'échelle de fréquence. Par défaut, il fait généralement référence à une plage optique ou à une plage définie par le contexte.

La valeur n, avec d'autres choses étant égales, généralement plus petite que l'unité lorsque la transition du faisceau du milieu est moins dense sur le milieu, moins dense et plus d'unités lors de la commutation du faisceau du milieu est moins dense sur le moyen plus dense. (par exemple, d'un gaz ou d'un vide dans un liquide ou un solide). Il existe des exceptions à cette règle et il est donc de coutume d'appeler le support optiquement plus ou moins dense que (à ne pas être confondu avec une densité optique de la messe d'interprétation du support).

Le tableau indique certaines des valeurs d'indice de réfraction pour certains environnements:

Le milieu possédant un grand indice de réfraction est appelé optiquement plus dense. Il est généralement mesuré par l'indice de réfraction de divers supports par rapport à l'air. L'indice de réfraction absolu de l'air est égal. Ainsi, l'indice de réfraction absolu de tout support est associé à son indice de réfraction sur la formule:

Si la vague de lumière tombe sur une limite plate séparant deux diélectriques ayant des valeurs différentes de perméabilités diélectriques relatives, cette onde est reflétée à partir de l'interface et est réfractée en passant d'un diélectrique à un autre. La force de réfraction du milieu transparent est caractérisée par le coefficient de réfractaire, ce qui est plus souvent appelé l'indice de réfraction.

Indice de réfraction absolu

Définition

Indice de réfraction absolu Ils appellent la valeur physique égale au rapport de la vitesse de propagation légère sous vide () à la vitesse de phase de la lumière dans le milieu (). Décrivez cet indice de réfraction de la lettre. Mathématiquement, cette définition de l'indice de réfraction écrira comme suit:

Pour toute substance (l'exception est un vide), la valeur de l'indice de réfraction dépend de la fréquence de la lumière et des paramètres de la substance (température, densité, etc.). Pour les gaz clairsemés, l'indice de réfraction est pris égal à.

Si la substance est anisotrope, elle dépend de la direction dans laquelle la lumière s'applique et de la manière dont l'onde lumineuse est polarisée.

Basé sur la définition (1), le ratio de réfraction absolu peut être trouvé comme suit:

où est la perméabilité diélectrique du milieu, la perméabilité magnétique du milieu.

L'indice de réfraction peut être une valeur complexe dans les environnements absorbants. Dans la gamme d'ondes optiques à \u003d 1, la constante diélectrique est écrite comme suit:

ensuite, l'indice de réfraction:

où la partie réelle de l'indice de réfraction est égale à:

reflète la réfraction, la partie imaginaire:

responsable de l'absorption.

Indice de réfraction relatif

Définition

Indice de réfraction relatif () Le deuxième milieu par rapport au premier est appelé le rapport des vitesses de phase de la lumière dans la première substance à la vitesse de phase dans la deuxième substance:

où - l'indice de réfraction absolu du deuxième milieu est l'indice de réfraction absolu de la première substance. Dans le cas où Title \u003d "(! Lang: rendu par QuickTex.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;">, то вторая среда считается оптически более плотной, чем первая.!}

Pour les ondes monochromatiques dont les longueurs sont beaucoup plus grandes que la distance entre les molécules de la substance est effectuée par la loi Snellius:

là où - l'angle de chute est l'angle de réfraction, l'indice de réfraction relative de la substance dans laquelle se produit la portée de la lumière réfractée, par rapport au milieu dans lequel l'onde incidente de la lumière se propage.

Unités

L'indice de réfraction est sans dimension.

Exemples de résolution de problèmes

Exemple 1.

La tâche	Quel sera l'angle extrême de la réflexion interne complète () si le faisceau de lumière passe du verre dans l'air. L'indice de réfraction du verre est considéré comme égal à n \u003d 1,52.
Décision	Avec angle de réflexion complet () plus ou égal ). Pour le coin, la loi sur la réfraction est transformée en tête: Étant donné que l'angle de chute de la poutre est égal au coin de la réflexion, vous pouvez donc écrire qui: Dans les conditions de la tâche, le faisceau sort des lunettes de l'air, cela signifie que Découper:
Répondre

Exemple 2.

Ticket 75.

Loi de la réflexion de la lumière: Les rayons chutes et réfléchis, ainsi que perpendiculairement à la frontière de la section de deux médias, restaurés au point de tomber le faisceau, se trouvent dans le même plan (avion de la chute). L'angle de réflexion γ est égal à l'angle d'incidence de α.

Loi de la réfraction de la lumière: Les rayons chutes et réfractés, ainsi que perpendiculairement à la frontière de la section de deux environnements, restaurés au point de tomber la poutre, se trouvent dans le même plan. Le ratio du sinus de l'angle de l'incidence de α au sinus de l'indice de réfraction β est la valeur permanente pour deux données multimédia:

Les lois de la réflexion et de la réfraction sont expliquées dans la physique des vagues. Selon les représentations des ondes, la réfraction est une conséquence des changements dans le taux de propagation des ondes pendant la transition d'un environnement à un autre. Signification physique de l'indice de réfraction - Ceci est le rapport du taux de propagation des vagues dans le premier moyen υ 1 à la vitesse de leur distribution dans le deuxième environnement υ 2:

La figure 3.1.1 illustre les lois de la réflexion et de la réfraction de la lumière.

Mercredi avec un index de réfraction absolu plus petit est appelé optiquement moins dense.

Lors du déplacement de la lumière d'un milieu optiquement plus dense en optiquement moins dense n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать phénomène de réflexion complètec'est-à-dire la disparition du faisceau réfracté. Ce phénomène est observé aux angles de chute, dépassant un angle critique α, qui est appelé angle extrême de réflexion interne complète (Voir Fig. 3.1.2).

Pour un angle de chute α \u003d α PR Sin β \u003d 1; Valeur Sin α PR \u003d N 2 / N 1< 1.

Si le second support est de l'air (N 2 ≈ 1), la formule est commode pour réécrire sous la forme de

Le phénomène de la réflexion interne complète trouve une utilisation dans de nombreux dispositifs optiques. L'utilisation la plus intéressante et la pratique est la création de guides de lumière de fibres, minces (de plusieurs micromètres à des millimètres) des fils arbitrairement incurvés de matériau optiquement transparent (verre, quartz). La lumière qui tombe sur la fin de la fibre peut se propager sur de longues distances en raison de la réflexion interne complète des surfaces latérales (Fig. 3.1.3). La direction scientifique et technique impliquée dans le développement et l'utilisation de guides de lumière optique s'appelle la fibre optique.

Dis "RSIA LVE" qui (décomposition légère) - ce phénomène causé par la dépendance de l'indice de réfraction absolu de la substance de la fréquence (ou de la longueur d'onde) de la lumière (dispersion de fréquence), ou la même, la dépendance du taux de lumière de phase dans la substance de la longueur d'onde (ou la fréquence). Il est ouvert expérimentalement par Newton vers 1672, bien que théoriquement bien bien expliquait beaucoup plus tard.

Dispersion spatiale La dépendance de la constante diélectrique du milieu du vecteur d'onde est appelée. Cette dépendance provoque un certain nombre de phénomènes, appelés effets de polarisation spatiale.

L'un des exemples les plus visuels de la dispersion - Décomposition de la lumière blanche Lorsque vous passez à travers le prisme (expérience de Newton). L'essence du phénomène de dispersion est la différence de vitesse de la propagation des rayons lumineux avec différentes longueurs d'onde dans la substance transparente - le milieu optique (alors que sous vide la vitesse de la lumière est toujours la même, quelle que soit la longueur d'onde et donc la couleur). . Habituellement, plus la fréquence de l'onde lumineuse est grande, plus l'indice de réfraction est grand et moins la vitesse de la vague dans le milieu:

Expériences de Newton Expérience dans la décomposition de lumière blanche dans le spectre: Newton a envoyé un rayon de soleil à travers un petit trou sur un prisme de verre. Trouver sur le prisme, le faisceau a été réfracté et a donné une image étendue sur le mur opposé avec alternance d'arc-en-ciel de couleurs - spectre. Expérience pour le passage de la lumière monochromatique à travers le prisme: Newton sur le chemin de la poutre ensoleillée met le verre rouge, suivi d'une lumière monochromatique (rouge), puis du prisme et regardé à l'écran uniquement la tache rouge du faisceau de lumière. Expérience de synthèse (réception) de la lumière blanche: Tout d'abord, Newton a envoyé un rayon de soleil sur le prisme. Ensuite, après avoir recueilli du prisme, des rayons colorés avec une collection de lentilles, Newton sur le mur blanc reçu au lieu d'une image blanche de bande colorée du trou. Les conclusions de Newton: - prisme ne change pas la lumière, mais ne le décompose que sur les composants - les rayons lumineux, de couleur différente, diffèrent dans le degré de réfractaire; Le plus fortement réfracté des rayons violettes, moins fort - rouge-rouge, qui est inférieur à la réfractée, a la plus grande vitesse et le violet - le plus petit, donc le prisme et décompose la lumière. La dépendance de l'indice de réfraction de la lumière de sa couleur est appelée dispersion.

Conclusions: - Le prisme décompose la lumière blanche de la lumière est complexe (composite) - les rayons pourpres se sont réfractés plus fort que le rouge. La couleur du faisceau de lumière est déterminée par sa fréquence d'oscillations. Lors du déplacement d'un milieu à un autre, la vitesse de la lumière et la longueur d'onde change, et la fréquence déterminant la couleur reste constante. Les limites des plages de lumière blanche et ses composants sont fabriquées pour caractériser leurs longueurs d'onde sous vide. La lumière blanche est une totalité des vagues avec des longueurs de 380 à 760 nm.

Ticket 77.

Absorption de la lumière. Loi de buer

L'absorption de la lumière dans la substance est associée à la transformation de l'énergie du champ électromagnétique de la vague en l'énergie thermique de la substance (ou dans l'énergie du rayonnement photoluminescent secondaire). La loi d'absorption de la lumière (la loi de Buger) a la forme:

I \u003d I. 0 exp (- x)(1)

où JE. 0 , JE. -frimer la légèreté (x \u003d 0) et sortie de la couche de l'environnement d'épaisseur x, - coefficient d'absorption, cela dépend de .

Pour diélectriques =10 -1  10 -5 M. -1 Pour les métaux  =10 5  10 7 M. -1 , par conséquent, les métaux sont opaques pour la lumière.

Dépendance . ( ) explique la pénurie des corps absorbants. Par exemple, le verre, la lumière rouge absorbante faiblement absorbante, lorsqu'elle est allumée avec une lumière blanche, il semblera rouge.

Diffusion de la lumière. Loi relais

La diffraction de la lumière peut survenir dans un milieu inhomogène optiquement, par exemple dans un milieu boueux (fumée, brouillard, air teint, etc.). Diffragage sur les inhomogénéités du milieu, les ondes légères créent un motif de diffraction caractérisé par une distribution d'intensité plutôt uniforme dans toutes les directions.

Une telle diffraction dans les petites inhomogénéités s'appelle diffusion de la lumière.

Ce phénomène est observé si le faisceau étroit de la lumière du soleil traverse l'air poussiéreux, se dissipe sur la poussière et devient visible.

Si les dimensions de l'hétérogénéité sont petites comparées à la longueur d'onde (pas plus que plus de 0,1  ), l'intensité de la lumière dispersée devient inversement proportionnelle au quatrième degré de longueur d'onde, c'est-à-dire

JE. rouleau ~ 1/  4 , (2)

cette dépendance s'appelle la loi relais.

La diffusion de la lumière est également observée dans un support pur qui ne contient pas de particules étrangères. Par exemple, cela peut se produire sur les fluctuations (écarts aléatoires) de densité, d'anisotropie ou de concentration. Une telle diffusion est appelée moléculaire. Il explique, par exemple, le ciel bleu. En effet, selon (2), les rayons bleues et bleues sont plus répandus que le rouge et le jaune, car avoir une plus petite longueur d'onde, causant ainsi le ciel bleu.

Ticket 78.

Polarisation de la lumière - un ensemble de phénomènes d'optique des vagues, dans lequel la transversion des ondes de lumière électromagnétique est manifestée. Vague - Les particules moyennes fluctuent dans des directions perpendiculaires à la direction de la propagation des ondes ( fig. 1).

Fig. 1 Vague

Vague lumineuse électromagnétique plate-polarisé(Polarisation linéaire), si la direction des oscillations des vecteurs E et B est strictement fixée et située dans certains plans ( fig. 1). Vague de lumière polarisée plate appelée plate-polarisé Lumière (ligne polarisée). Non dépenséLa vague (naturelle) est une onde lumineuse électromagnétique, dans laquelle la direction d'oscillations de vecteurs E et B dans cette vague peut se situer dans tous les plans perpendiculaires au vecteur de vitesse V. Lumière non polarisée - Vagues légères dans lesquelles la direction des oscillations des vecteurs E et B est une modification chaotique de telle sorte que toutes les oscillations directionnelles des plans perpendiculaires au faisceau de propagation des ondes ( fig.2).

Fig.2 Lumière non polarisée

Vagues polarisées - dans lequel les directions des vecteurs E et B sont stockées inchangées dans l'espace ou au changement en fonction d'une certaine loi. Rayonnement, dont la direction du vecteur e change chaotique - non dépensé. Un exemple de ce rayonnement peut être un rayonnement thermique (atomes et électrons distribués chaotiques). Polarisation de l'avion - Il s'agit d'un plan, perpendiculaire à la direction des oscillations du vecteur E. Le mécanisme principal de la survenue de rayonnement polarisé est la dissipation du rayonnement sur les électrons, les atomes, les molécules, la poussière.

1.2. Espèces de polarisation Il existe trois types de polarisation. Nous leur donnons une définition. 1. linéaire Il se produit si le vecteur électrique E sauve sa position dans l'espace. Il semble être distingué par l'avion dans quel vecteur E. 2. Circulaire Cette polarisation se produit lorsque le vecteur électrique E tourne autour du sens de propagation de la vague avec une vitesse angulaire égale à la fréquence angulaire de la vague et conserve sa valeur absolue. Cette polarisation caractérise la direction de rotation du vecteur E dans le plan perpendiculaire au faisceau de vision. Un exemple est le rayonnement cyclotron (système d'électrons tournant dans un champ magnétique). 3. elliptique Il se produit lorsque la magnitude du vecteur électrique E change de manière à décrire l'ellipse (la rotation du vecteur E). La polarisation elliptique et circulaire est à droite (la rotation du vecteur e se produit dans le sens des aiguilles d'une montre, si vous regardez l'onde de propagation) et la gauche (la rotation du vecteur e se produit dans le sens antihoraire, si vous regardez la vague de propagation).

Vraiment, le plus souvent trouvé polarisation partielle (Vagues électromagnétiques partiellement polarisées). Quantitativement il est caractérisé par une certaine valeur appelée degré de polarisation Rqui est défini comme suit: P \u003d (IMAX - IMIN) / (IMAX + IMIN) Où Imax , J'en suis. - la plus grande et la plus petite densité du flux d'énergie électromagnétique à travers l'analyseur (polaroid, le prisme de Nicolas ...). En pratique, la polarisation des radiations est souvent décrite par les paramètres Stokes (déterminez les flux d'émission avec une direction donnée de polarisation).

Ticket 79..

Si la lumière naturelle tombe sur la bordure de la séparation de deux diélectriques (par exemple, l'air et le verre), une partie de celle-ci est reflétée et la pièce est réfractée par l'extension dans le deuxième environnement. Installation de l'analyseur (par exemple, la tourmaline) Réfléchie et les rayons réfractés, nous sommes convaincus que les rayons réfléchis et réfractés sont partiellement polarisés: lorsque l'analyseur tourne autour des rayons, l'intensité lumineuse convient périodiquement et affaiblit (pas de trempe complète!). D'autres études ont montré que les fluctuations sont dominées dans le rayon réfléchi, perpendiculairement au plan d'automne (à la Fig. 275, ils sont désignés par des points), dans des oscillations réfractées, des plans parallèles de la chute (représentés par des flèches).

Le degré de polarisation (le degré de séparation des ondes lumineuses avec une certaine orientation du vecteur électrique (et magnétique)) dépend de l'angle des gouttes de rayons et de l'indice de réfraction. Physicien écossais D. Brewster (1781-1868) Ensemble droitSelon lequel au coin de la chute jE. B (coin de la brasseur) déterminé par le ratio

(n. 21 - L'indice de réfraction du deuxième moyen par rapport au premier), le rayon réfléchi est polarisé à plat (ne contient que des oscillations perpendiculaires au plan d'automne) (Fig. 276). Le rayon réfracté au coin de la chutejE. B. Polarise le plus, mais pas complètement.

Si la lumière tombe sur la bordure de la section au coin de la brasserie, puis des rayons réfléchis et réfractés mutuellement perpendiculaire (TG. jE. B \u003d péché. jE. B / COS. jE. B, n. 21 = péché. jE. B. / péché. jE. 2 (jE. 2 - angle de réfraction) où cos jE. B \u003d péché. jE. 2). D'où, jE. B. + jE. 2 =  / 2, mais jE.’ B \u003d. jE. B (loi sur la réflexion), donc jE.’ B +. jE. 2 =  /2.

Le degré de polarisation de la lumière réfléchie et réfractée à différents angles de chute peut être calculé à partir des équations Maxwell, si nous prenons en compte les conditions limites du champ électromagnétique sur la limite de la séparation de deux diélectriques isotropes (la soi-disant Formules Freamel).

Le degré de polarisation de la lumière réfractée peut être considérablement augmenté (réfraction répétée sous l'état de la chute de la lumière à chaque fois sur la frontière de la section au coin de la brasserie). Si, par exemple, pour le verre ( n \u003d 1.53) Le degré de polarisation du rayon réfracté est de 1,5%, puis après la réfraction de 8 à 10 plaques de verre superposées, la lumière de ce système sera presque complètement polarisée. Une telle totalité des plaques est appelée arrêter. Arrêter peut servir d'analyse lumière polarisée Sa réflexion et sa réfraction.

Ticket 79 (pour les éperons)

Comme l'expérience montre, en réfraction et à la réflexion de la lumière légère, réfractée et réfléchie est polarisée et réfléchit. La lumière peut être complètement polarisée à un certain angle de chute et l'adhère. La lumière est toujours partiellement polarisée. Sur la base de la formule frillan, il est possible de montrer que reflète. La lumière est polarisée dans le plan perpendiculaire plan de la chute, et le reportage. La lumière est polarisée dans le plan d'un plan parallèle de la chute.

L'angle de la chute qui se reflète. La lumière est complètement polarisée appelée l'angle de brasseur. Le Brautter est déterminé à partir de la loi de brasseur: - Brewster. Dans ce cas, l'angle entre les réflexions. et reporter. Les rayons seront égaux. Pour le système d'air-verre, l'angle de brasserie est égal. Pour la préparation d'une bonne polarisation, c'est-à-dire , dans la réfraction de la lumière, de nombreuses surfaces silencieuses sont utilisées, appelées stop stop.

Ticket 80..

L'expérience montre qu'avec l'interaction de la lumière avec une substance, l'action principale (physiologique, photochimique, photovoltaïque, etc.) est causée par les vibrations du vecteur, qui, en relation avec cela, est parfois appelée vecteur de lumière. Par conséquent, pour décrire les modèles de polarisation de la lumière, le comportement du vecteur est surveillé.

L'avion formé par des vecteurs et s'appelle un plan de polarisation.

Si les vibrations du vecteur se produisent dans un seul plan fixe, une telle lumière (faisceau) est appelée polarisée linéairement. Il est classiquement noté ainsi. Si le faisceau est polarisé dans le plan perpendiculaire (dans le plan Hoz.Voir la Fig. 2 dans la deuxième conférence), alors il est noté.

La lumière naturelle (de sources ordinaires, du soleil) consiste en des vagues ayant des avions de polarisation distribués chaoticly (voir Fig. 3).

La lumière naturelle est parfois notée classiquement. Il est également appelé non polarisé.

Si l'onde est tournée, le vecteur tourne et la fin du vecteur décrit le cercle, puis une telle lumière est appelée polarisée dans un cercle et polarisation - circulaire ou circulaire (droite ou gauche). Il y a aussi une polarisation elliptique.

Il existe des dispositifs optiques (films, plaques, etc.) - polarisantsqui de la lumière naturelle met en évidence une lumière linéairement polarisée ou une lumière partiellement polarisée.

Les polarisants utilisés pour analyser la polarisation de la lumière sont appelés analyseurs.

Le plan du polariseur (ou de l'analyseur) est le plan de la polarisation de la lumière transmise par le polariseur (ou analyseur).

Laissez le polariseur (ou l'analyseur) tomber une lumière polarisée linéaire avec une amplitude E. 0. L'amplitude de la dernière lumière sera égale E \u003d E. 0 cos. j.et intensité I \u003d I. 0 cos 2. j.

Cette formule exprime loi malyusa:

L'intensité de la lumière polarisée linéaire, qui a passé l'analyseur est proportionnelle au carré du cosinus de coin j.entre le plan d'oscillation de la lumière incidente et du plan de l'analyseur.

Ticket 80 (pour les éperons)

Polariseurs - Les appareils donnent la possibilité d'obtenir une lumière polarisée. Les analyseurs sont des appareils avec lesquels il est possible d'analyser si la lumière est polarisée ou non. Le polariseur et l'analyseur de manière constructive sont un et aussi. Avec le polariseur de l'intensité de polariseur, Si la lumière est naturelle, j'ai toutes les directions du vecteur E sont égales à celle-ci. Chaque vecteur peut être décomposé en deux composants mutuellement perpendiculaires: dont l'un est parallèle au plan de polarisation du polariseur, et l'autre est perpendiculaire à celui-ci. .

Évidemment, l'intensité de la lumière de la lumière du polariseur sera égale à. Nous valorisons l'intensité de la lumière du polariseur à travers (). S'il y a un angle de ce qui fait un angle avec le plan principal du polariseur, alors l'intensité de la production de l'analyseur est déterminée par la loi.

Ticket 81.

Étudier la lueur des sels d'uranium sous l'influence des radias, le physicien soviétique P. Chenkov a attiré l'attention sur le fait que l'eau elle-même est allumée, dans laquelle il n'y a pas de semelle d'uranium. Il s'est avéré que lorsque des faisceaux transmissibles (voir radiation gamma) à travers des fluides propres, ils commencent tous à briller. S. I. Vavilov, sous la direction de laquelle P. A. Chenkov a travaillé, a exprimé une hypothèse selon laquelle la luminescence est associée au mouvement des électrons, radium assommé d'atomes. En effet, la lueur est considérablement dépend de la direction du champ magnétique dans le liquide (il a suggéré que sa cause soit le mouvement des électrons).

Mais pourquoi les électrons se déplacent-ils dans une lumière vide fluide? La bonne réponse à cette question en 1937 a été donnée par la physique soviétique I. E. TAMM et I. M. Frank.

Electron, en mouvement en substance, interagit avec ses atomes environnants. Sous l'action de son champ électrique, les électrons atomiques et le noyau sont déplacés dans des côtés opposés - le milieu est polarisé. Verser et revenir à son état d'origine, les atomes du support situé le long de la trajectoire d'électrons émettent des ondes de lumière électromagnétique. Si la vitesse d'électrons V est inférieure à la vitesse de propagation légère dans le milieu (- l'indice de réfraction), le champ électromagnétique dépassera l'électron et la substance aura du temps à polariser dans l'espace électronique. La polarisation du milieu devant l'électron et est opposée à celle-ci dans la direction et les rayons des atomes polarisés par opposition, "pliant", "trempe" les uns des autres. Lorsque, les atomes qui n'ont pas encore eu d'électron, n'ont pas le temps de polariser et que les rayonnements se produisent, dirigés le long d'une couche conique étroite avec un sommet qui coïncide avec un électron mobile et un angle au sommet avec. L'émergence du "cône" de la lumière et de la condition de rayonnement peuvent être obtenues à partir des principes généraux de la propagation des vagues.

Figure. 1. Le mécanisme de formation du front de vague

Laissez l'électron déplacer le long de l'axe de OE (voir fig. 1) d'un canal vide très étroit dans une substance transparente uniforme avec un indice de réfraction (un canal vide est nécessaire pour ne pas prendre en compte les collisions de l'électron avec des atomes de théorie considération). Tout point de la ligne d'OE, toujours occupé par un électron, sera le centre d'émission de lumière. Les vagues provenant de points consécutifs O, D, E, interfèrent les uns avec les autres et amplifiés si la différence de phase entre eux est zéro (voir interférences). Cette condition est effectuée pour la direction de l'angle 0 avec la trajectoire du mouvement d'électron. L'angle de 0 est déterminé par le ratio :.

En effet, nous considérons deux vagues émises dans la direction à un angle 0 à la vitesse d'électrons de deux points de la trajectoire - points O et point D séparés par la distance. À un point de direct être perpendiculaire, la première vague quand - après un point f, il se trouve sur une droite, la vague émise par le point viendra au moment de l'émettant de la vague du point O. Ces deux vagues seront En phase, c'est-à-dire la ligne droite du front d'onde, si ces temps sont égaux :. Que comme une condition d'égalité de temps donne. Dans toutes les directions pour lesquelles la lumière sera effrayée en raison de l'interférence des ondes émises par les sites de trajectoire séparés par D. La valeur D est déterminée par l'équation évidente où T est une période d'oscillations de lumière. Cette équation a toujours une solution si.

Si, les directions dans lesquelles les ondes émises, interférentes, sont amplifiées, n'existent pas, il ne peut y avoir plus de 1.

Figure. 2. Distribution des ondes sonores et la formation d'une vague de choc lorsque le corps se déplace

Le rayonnement n'est observé que si.

Sur l'expérience, les électrons volent dans le coin final corporel, avec quelques vitesses de disques, et par conséquent, le rayonnement se propage dans la couche conique près de la direction principale déterminée par l'angle.

Dans notre revue, nous avons négligé le ralentissement de l'électron. Ceci est tout à fait acceptable, car les pertes sur le rayonnement de Vavilov - Cerenkova sont petites et dans la première approximation, on peut considérer que l'énergie perdue par l'électron n'affecte pas sa vitesse et qu'elle bouge uniformément. Dans cette différence fondamentale et une radiation inhabituelle de Vavilov - Cherenkov. Charge habituellement émettre, éprouvant des accélérations importantes.

L'électron, qui dépassant sa lumière est similaire à l'aéronef volant à des vitesses, une plus grande vitesse sonore. Dans ce cas, la onde de l'impact conique se répand également avant l'aéronef (voir fig. 2).

La perte d'énergie sur les rayonnements dans des particules rapidement chargées est presque mille fois inférieure à la perte d'ionisation. Il semblerait qu'il soit difficile d'utiliser une énergie si insignifiante dans des applications pratiques. Cependant, par le rayonnement de Vavilov - Cherenkov, utilisant des détecteurs spéciaux, il est possible de mesurer la vitesse, l'énergie, la charge de particules rapides.

En 1958, pour l'ouverture et l'interprétation de cet effet, les physiciens soviétiques P. A. Chernkovo, I. M. Frank et I. E. Tammu a reçu le prix Nobel de la physique.

Ticket 82.

Considérons un atome d'hydrogène.

Selon la théorie du bore, au mouvement d'un électron à la plus proche du noyau d'une orbite stationnaire, un atome est dans l'état principal, qui est le plus stable. DANS de base L'atome peut être indéfiniment pendant une longue période, car cette condition correspond à la plus petite valeur possible de l'énergie atomique.

Lorsque l'électron se déplace le long de l'autre des orbites autorisées, l'état de l'atome est appelé excité Et est moins stable que l'état principal. Après une courte période de temps (environ 10 -8 ° C), l'atome transfère spontanément de l'état excité à la principale, augmentant le quantum de l'énergie (figure 20.4):

hν.kn.=W.k.−W.n..

Depuis dans l'état excité, l'énergie d'un atome est supérieure à celle principalement, puis un atome arbitrairement dans un état excité ne peut pas aller. Les méthodes d'excitation des atomes de la substance peuvent être les plus variées: un coup d'atome de certaines particules, des réactions chimiques, l'effet de la lumière, etc. Mais ils sont efficaces pour l'excitation uniquement lorsqu'ils fournissent de l'énergie par Quant, capables d'exciter les atomes de données. Si cette énergie est insuffisante pour le transfert d'un atome du plus bas niveau d'énergie à un plus haut, l'atome prendra cette énergie et augmentera en même temps, par exemple l'énergie de son mouvement chaotique thermique, mais l'atome n'ira pas à l'état excité.

L'énergie photon absorbée par l'atome pendant la transition d'un État à un autre, égale à la différence des atomes de ces deux états (Fig. 20,7):

hν.21=W.2−W.1,hν.31=W.3−W.1,…

En d'autres termes, il n'autorbe qu'une telle fréquence qu'il peut émettre (la loi d'absorption et émettant de la lumière, obtenue expérimentalement G. Kirchhof). L'exception est le cas lorsque l'impact externe peut signaler davantage l'atome d'énergie nécessaire à l'ionisation. Dans ce cas, une partie de l'énergie de l'influence extérieure est consacrée à l'ionisation de l'atome et l'excès d'énergie est transmis à l'électron éliminé sous la forme de son énergie cinétique. Ce dernier peut avoir une valeur arbitraire.

Donc, vous pouvez dessiner les conclusions suivantes.

1. L'atome libre absorbe et émet l'énergie uniquement avec tout Quanta.

2. Lors de la commutation à l'état excité, l'atome absorbe uniquement ce Quanta, qui peut être émis lui-même.

Absolumentyut. noire.lo, Le corps, qui, à n'importe quelle température, absorbe complètement l'ensemble du débit de rayonnement qui tombe dessus, quelle que soit la longueur d'onde. Le coefficient d'absorption A. H. T. (le ratio de l'énergie absorbée à l'énergie du flux incident) est de 1 de la nature, A. H. T. Non. Près de 1 coefficient d'absorption ont la suie et le platine mobile. La meilleure approximation de A. H. T. Il s'agit d'un navire presque fermé avec un petit trou et des murs opaques ayant la même température à tous les points. La poutre tombant dans la cavité à travers le trou est réfléchie à plusieurs reprises (voir Figure. ) Et chaque réflexion est partiellement absorbée par les murs de la cavité. En conséquence, après un certain temps, il absorbera presque complètement. Par exemple, les rayons de la lumière qui sont tombés à travers la fenêtre dans la pièce sont absorbés. Seule une petite partie du flux de lumière vient dans la rue, de sorte que la fenêtre ouverte, le considéré de la rue, semble noir.

A. H., comme tous les corps chauffants, émet un rayonnement électromagnétique. La principale caractéristique de A. H. T. Il est que son spectre de rayonnement ne soit déterminé que par la température et ne dépend pas des propriétés de la substance à partir de laquelle elle consiste. Luminosité A. H. T. extrêmement rapide augmente avec la température. La dépendance de la luminosité et de la couleur de A. Ces lois permettent de déterminer la température de A. H. T. Selon la nature de leur rayonnement; Ces mesures sont fabriquées par des pyromètres. Luminosité A. H. T. Pour une température donnée, une valeur permanente, grande que la luminosité de tout autre corps (gris) à la même température, donc A. H. T. Utilisé comme étalon lumineux (à la température de solidification du platine ).

Corps absolument blanc - Le corps qui reflète tous les rayons qui tombent dessus. Le corps absolument blanc est essentiellement un rayonnement de sa forme pure.

Si nous sérissons la substance sans énergie énergétique, nous obtenons un élément chimique à part entière avec des électrons dans des orbites et non un noyau vide.

Les réfractations sont appelées numéro de résumé, ce qui caractérise la capacité réfractante de tout support transparent. Noté par n. L'indice de réfraction absolu et le coefficient relatif sont distingués.

Le premier est calculé par l'une des deux formules:

n \u003d sin α / sin β \u003d const (où le péché α est un sinus de l'angle d'incidence et de la lumière de poutre β - sinus-sinus incluse dans le milieu en vidité)

n \u003d c / υ λ (où C est la vitesse de la lumière dans le vide, υ λ est la vitesse de la lumière dans le milieu à l'étude).

Ici, le calcul montre combien de fois la lumière change la vitesse de sa propagation au moment de la transition de l'aspirateur dans un environnement transparent. Ainsi, l'indice de réfraction (absolu) est déterminé. Pour découvrir relatif, utilisez la formule:

C'est-à-dire que les indices de réfraction absolus des substances de densité différente, tels que l'air et le verre, sont considérés.

Si nous parlons en général, les coefficients absolus de tout corps, qu'il soit gazeux, liquide ou solide, toujours plus grand 1. Fondamentalement, leurs valeurs vont de 1 à 2. Ci-dessus 2 cette valeur ne peut être que dans des cas exceptionnels. La valeur de ce paramètre pour certains environnements:

Cette valeur appliquée à la substance naturelle solide sur la planète, diamant, est de 2,42. Très souvent, lors de la recherche scientifique, etc. Il est nécessaire de connaître l'indice de réfraction de l'eau. Ce paramètre est de 1,334.

Depuis que la longueur d'onde est l'indicateur, bien sûr, l'index est attribué à la lettre N. Sa valeur et aide à comprendre quelle vague de ce coefficient est liée. Lorsque vous envisagez la même substance, mais avec une augmentation de la longueur de l'onde lumineuse, l'indice de réfraction diminuera. Cette circonstance est causée par la décomposition de la lumière sur le spectre en passant par la lentille, le prisme, etc.

Par la magnitude du coefficient de réfraction, il est possible de déterminer, par exemple, combien de substance est dissoute dans l'autre. Ceci est utile, disons, en brassant ou lorsqu'il est nécessaire d'apprendre la concentration de sucre, de fruits ou de baies dans le jus. Cet indicateur est important pour déterminer la qualité des produits pétroliers et dans les bijoux, lorsqu'il est nécessaire de prouver l'authenticité de la pierre, etc.

Sans l'utilisation d'une toxicomanie, visible dans l'oculaire de l'appareil, sera complètement peinte dans la couleur bleue. Si vous laissez tomber sur le prisme de l'eau distillée ordinaire, avec un étalonnage correct de l'outil bleu et couleurs blanches Il passera strictement par zéro. Dans l'étude d'une autre substance, il passera sur la balance selon laquelle l'indice de réfraction en est caractéristique.

le principal » Les technologies » Rapport de réfraction du milieu. Comment l'indice de réfraction est calculé