L?stok 75.

Z?kon odrazu svetla: dopadaj?ci a odrazen? l??, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma m?diami, obnoven? v bode dopadu l??a, le?ia v rovnakej rovine (rovine dopadu). Uhol odrazu g sa rovn? uhlu dopadu a.

Z?kon lomu svetla: dopadaj?ci a lomen? l??, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma m?diami, obnoven? v bode dopadu l??a, le?ia v rovnakej rovine. Pomer s?nusu uhla dopadu a k s?nusu uhla lomu v je kon?tantn? hodnota pre dve dan? prostredia:

Z?kony odrazu a lomu s? vysvetlen? vo vlnovej fyzike. Pod?a vlnov?ch konceptov je refrakcia d?sledkom zmeny r?chlosti ??renia vlny pri prechode z jedn?ho prostredia do druh?ho. Fyzik?lny v?znam indexu lomu je pomer r?chlosti ??renia v?n v prvom prostred? y 1 k r?chlosti ich ??renia v druhom prostred? y 2:

Obr?zok 3.1.1 zn?zor?uje z?kony odrazu a lomu svetla.

Prostredie s ni???m absol?tnym indexom lomu sa naz?va opticky menej hust?.

Ke? svetlo prech?dza z opticky hustej?ieho prostredia do opticky menej hust?ho n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать fenom?n ?pln?ho odrazu, teda zmiznutie lomen?ho l??a. Tento jav sa pozoruje pri uhloch dopadu presahuj?cich ur?it? kritick? uhol a pr, ktor? sa naz?va hrani?n? uhol celkov?ho vn?torn?ho odrazu(pozri obr. 3.1.2).

Pre uhol dopadu a = a pr sin v = 1; hodnota sin a pr \u003d n 2 / n 1< 1.

Ak je druh?m m?diom vzduch (n 2 ? 1), potom je vhodn? prep?sa? vzorec ako

Fenom?n ?pln?ho vn?torn?ho odrazu nach?dza uplatnenie v mnoh?ch optick?ch zariadeniach. Najzauj?mavej?ou a prakticky najd?le?itej?ou aplik?ciou je vytv?ranie vl?knov?ch svetlovodov, ?o s? tenk? (od nieko?k?ch mikrometrov a? po milimetre) ?ubovo?ne oh?ban? vl?kna z opticky prieh?adn?ho materi?lu (sklo, kreme?). Svetlo dopadaj?ce na koniec vl?kna sa m??e ??ri? pozd?? neho na ve?k? vzdialenosti v d?sledku ?pln?ho vn?torn?ho odrazu od bo?n?ch pl?ch (obr. 3.1.3). Vedeck? a technick? smer, ktor? sa podie?a na v?voji a aplik?cii optick?ch svetlovodov, sa naz?va vl?knov? optika.

Dispe "rsiya light" to (rozklad svetla)- ide o jav sp?soben? z?vislos?ou absol?tneho indexu lomu l?tky od frekvencie (alebo vlnovej d??ky) svetla (disperzia frekvencie), alebo to ist?, o z?vislosti f?zovej r?chlosti svetla v l?tke od vlnov? d??ka (alebo frekvencia). Experiment?lne objaven? Newtonom okolo roku 1672, hoci teoreticky dobre vysvetlen? ove?a nesk?r.

Priestorov? rozptyl je z?vislos? tenzora permitivity prostredia od vlnov?ho vektora. T?to z?vislos? sp?sobuje mno?stvo javov naz?van?ch efekty priestorovej polariz?cie.

Jeden z najjasnej??ch pr?kladov rozptylu - rozklad bieleho svetla pri prechode cez hranol (Newtonov experiment). Podstatou javu disperzie je rozdiel v r?chlostiach ??renia sveteln?ch l??ov s r?znymi vlnov?mi d??kami v prieh?adnej l?tke - optickom m?diu (pri?om vo v?kuu je r?chlos? svetla v?dy rovnak?, bez oh?adu na vlnov? d??ku a teda farbu) . Zvy?ajne ??m vy??ia je frekvencia svetelnej vlny, t?m v???? je index lomu m?dia a t?m ni??ia je r?chlos? vlny v m?diu:

Newtonove experimenty Experiment s rozkladom bieleho svetla na spektrum: Newton nasmeroval l?? slne?n?ho svetla cez mal? otvor na sklenen? hranol. Po n?stupe na hranol sa l?? l?mal a na proti?ahlej stene vytvoril podlhovast? obraz s d?hov?m striedan?m farieb - spektrum. Experimentujte s prechodom monochromatick?ho svetla cez hranol: Newton dal do dr?hy slne?n?ho l??a ?erven? skl??ko, za ktor?m dostal monochromatick? svetlo (?erven?), potom hranol a na obrazovke pozoroval len ?erven? ?kvrnu od l??a svetla. Sk?senosti so synt?zou (z?skan?m) bieleho svetla: Najprv Newton nasmeroval slne?n? l?? na hranol. Potom, ke? Newton zhroma?dil farebn? l??e vych?dzaj?ce z hranola pomocou zbiehaj?cej ?o?ovky, namiesto farebn?ho p?sika dostal biely obraz diery na bielej stene. Newtonove z?very:- hranol nemen? svetlo, ale iba ho rozklad? na zlo?ky - farebne sa l??iace sveteln? l??e sa l??ia stup?om lomu; fialov? l??e sa l?mu najsilnej?ie, ?erven? svetlo sa l?me menej - ?erven? svetlo, ktor? sa l?me menej, m? najv???iu r?chlos? a fialov? najni??iu, preto hranol rozklad? svetlo. Z?vislos? indexu lomu svetla od jeho farby sa naz?va disperzia.

Z?very:- hranol rozklad? svetlo - biele svetlo je zlo?it? (zlo?en?) - fialov? l??e sa l?mu viac ako ?erven?. Farba l??a svetla je ur?en? frekvenciou jeho oscil?ci?. Pri prechode z jedn?ho m?dia do druh?ho sa r?chlos? svetla a vlnov? d??ka men?, ale frekvencia, ktor? ur?uje farbu, zost?va kon?tantn?. Hranice rozsahov bieleho svetla a jeho zlo?iek s? zvy?ajne charakterizovan? ich vlnov?mi d??kami vo v?kuu. Biele svetlo je s?bor vlnov?ch d??ok od 380 do 760 nm.

L?stok 77.

Absorpcia svetla. Bouguerov z?kon

Absorpcia svetla v l?tke je spojen? s premenou energie elektromagnetick?ho po?a vlny na tepeln? energiu l?tky (alebo na energiu sekund?rneho fotoluminiscen?n?ho ?iarenia). Z?kon absorpcie svetla (Bouguerov z?kon) m? tvar:

Ja = ja 0 exp(-? X),(1)

kde ja 0 , ja- vstupn? intenzita svetla (x=0) a v?stup zo strednej vrstvy hr?bky X,? - absorp?n? koeficient, z?vis? od? .

Pre dielektrikum ? =10 -1 ? 10 -5 m -1 , pre kovy? =10 5 ? 10 7 m -1 , preto s? kovy pre svetlo nepriepustn?.

Z?vislos? ?? (? ) vysvet?uje sfarbenie absorbuj?cich telies. Napr?klad sklo, ktor? absorbuje m?lo ?erven?ho svetla, sa pri osvetlen? bielym svetlom bude javi? ako ?erven?.

Rozptyl svetla. Rayleighov z?kon

K difrakcii svetla m??e d?js? v opticky nehomog?nnom prostred?, napr?klad v zakalenom prostred? (dym, hmla, pra?n? vzduch a pod.). Sveteln? vlny difrakciou na nehomogenit?ch m?dia vytv?raj? difrak?n? obrazec charakterizovan? pomerne rovnomern?m rozlo?en?m intenzity vo v?etk?ch smeroch.

Tak?to difrakcia mal?mi nehomogenitami sa naz?va rozptyl svetla.

Tento jav sa pozoruje, ak ?zky l?? slne?n?ho svetla prech?dza pra?n?m vzduchom, rozpt?li sa na prachov?ch ?asticiach a stane sa vidite?n?m.

Ak s? rozmery nehomogen?t mal? v porovnan? s vlnovou d??kou (nie viac ako 0,1 ? ), potom je intenzita rozpt?len?ho svetla nepriamo ?mern? ?tvrtej mocnine vlnovej d??ky, t.j.

ja rass ~ 1/ ? 4 , (2)

tento vz?ah sa naz?va Rayleighov z?kon.

Rozptyl svetla sa pozoruje aj v ?ist?ch m?di?ch, ktor? neobsahuj? cudzie ?astice. M??e sa napr?klad vyskytn?? pri fluktu?ci?ch (n?hodn?ch odch?lkach) hustoty, anizotropie alebo koncentr?cie. Tak?to rozptyl sa naz?va molekul?rny. Vysvet?uje napr?klad modr? farbu oblohy. V skuto?nosti s? pod?a (2) modr? a modr? l??e rozpt?len? silnej?ie ako ?erven? a ?lt?, preto?e maj? krat?iu vlnov? d??ku, ?o sp?sobuje modr? farbu oblohy.

L?stok 78.

Polariz?cia svetla- s?bor javov vlnovej optiky, v ktor?ch sa prejavuje prie?ny charakter elektromagnetick?ch sveteln?ch v?n. prie?na vlna- ?astice m?dia kmitaj? v smeroch kolm?ch na smer ??renia v?n ( obr.1).

Obr.1 prie?na vlna

elektromagnetick? sveteln? vlna rovinne polarizovan?(line?rna polariz?cia), ak s? smery oscil?cie vektorov E a B striktne fixn? a le?ia v ur?it?ch rovin?ch ( obr.1). Naz?va sa rovinn? polarizovan? sveteln? vlna rovinne polarizovan?(line?rne polarizovan?) svetlo. nepolarizovan?(prirodzen?) vlna - elektromagnetick? sveteln? vlna, v ktorej smery kmitania vektorov E a B v tejto vlne m??u le?a? v ?ubovo?n?ch rovin?ch kolm?ch na vektor r?chlosti v. nepolarizovan? svetlo- sveteln? vlny, pri ktor?ch sa smery kmitov vektorov E a B n?hodne menia tak, ?e v?etky smery kmitov v rovin?ch kolm?ch na zv?zok ??renia v?n s? rovnako pravdepodobn? ( obr.2).

Obr.2 nepolarizovan? svetlo

polarizovan? vlny- v ktorom smery vektorov E a B zost?vaj? v priestore nezmenen? alebo sa menia pod?a ur?it?ho z?kona. ?iarenie, v ktorom sa smer vektora E n?hodne men? - nepolarizovan?. Pr?kladom tak?hoto ?iarenia m??e by? tepeln? ?iarenie (n?hodne rozmiestnen? at?my a elektr?ny). Rovina polariz?cie- je to rovina kolm? na smer kmitania vektora E. Hlavn?m mechanizmom vzniku polarizovan?ho ?iarenia je rozptyl ?iarenia elektr?nmi, at?mami, molekulami a prachov?mi ?asticami.

1.2. Druhy polariz?cie Existuj? tri typy polariz?cie. Po?me si ich definova?. 1. Line?rne Nastane, ak si elektrick? vektor E zachov? svoju polohu v priestore. Akosi zv?raz?uje rovinu, v ktorej osciluje vektor E. 2. Kruhov? Ide o polariz?ciu, ku ktorej doch?dza, ke? sa elektrick? vektor E ot??a okolo smeru ??renia vlny s uhlovou r?chlos?ou rovnaj?cou sa uhlovej frekvencii vlny, pri?om si zachov?va svoju absol?tnu hodnotu. T?to polariz?cia charakterizuje smer rot?cie vektora E v rovine kolmej na priamku poh?adu. Pr?kladom je cyklotr?nov? ?iarenie (syst?m elektr?nov rotuj?cich v magnetickom poli). 3. Eliptick? Vznik? vtedy, ke? sa ve?kos? elektrick?ho vektora E zmen? tak, ?e opisuje elipsu (oto?enie vektora E). Eliptick? a kruhov? polariz?cia je prav? (ot??anie vektora E nast?va v smere hodinov?ch ru?i?iek, ak sa pozer?te smerom k ??riacej sa vlne) a v?avo (rot?cia vektora E nast?va proti smeru hodinov?ch ru?i?iek, ak sa pozer?te smerom k ??riacej sa vlne).

V skuto?nosti naj?astej?ie ?iasto?n? polariz?cia (?iasto?ne polarizovan? elektromagnetick? vlny). Kvantitat?vne sa vyzna?uje ur?itou veli?inou tzv stupe? polariz?cie R, ktor? je definovan? ako: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) kde Imax,som v- najvy??ia a najni??ia hustota toku elektromagnetickej energie cez analyz?tor (Polaroid, Nicol hranol…). V praxi sa polariz?cia ?iarenia ?asto popisuje pomocou Stokesov?ch parametrov (ur?uj? sa toky ?iarenia s dan?m smerom polariz?cie).

L?stok 79.

Ak prirodzen? svetlo dopad? na rozhranie medzi dvoma dielektrikami (napr?klad vzduchom a sklom), potom sa jeho ?as? odr??a a ?as? sa l?me a ??ri sa v druhom prostred?. Umiestnen?m analyz?tora (napr?klad turmal?nu) na dr?hu odrazen?ch a lomen?ch l??ov zabezpe??me, ?e odrazen? a lomen? l??e s? ?iasto?ne polarizovan?: ke? sa analyz?tor ot??a okolo l??ov, intenzita svetla sa periodicky zvy?uje a zni?uje ( ?pln? vyhynutie nie je pozorovan?!). ?al?ie ?t?die uk?zali, ?e v odrazenom l??i prevl?daj? vibr?cie kolm? na rovinu dopadu (na obr. 275 s? ozna?en? bodkami), v lomenom zv?zku kmity rovnobe?n? s rovinou dopadu (zn?zornen? ??pkami).

Stupe? polariz?cie (stupe? oddelenia sveteln?ch v?n s ur?itou orient?ciou elektrick?ho (a magnetick?ho) vektora) z?vis? od uhla dopadu l??ov a indexu lomu. ?k?tsky fyzik D. Brewster(1781-1868) zalo?en? z?kona, pod?a ktor?ho pri uhle dopadu i B (Brewsterov uhol), definovan? vz?ahom

(n 21 - index lomu druh?ho m?dia vo vz?ahu k prv?mu), odrazen? l?? je rovinne polarizovan?(obsahuje len kmity kolm? na rovinu dopadu) (obr. 276). Lomen? l?? pod uhlom dopadui B polarizovan? na maximum, ale nie ?plne.

Ak svetlo dopad? na rozhranie pod Brewsterov?m uhlom, potom odrazen? a lomen? l??e vz?jomne kolm?(tg i B = hriech i B/cos i b, n 21 = hriech i B / hriech i 2 (i 2 - uhol lomu), odkia? poch?dza cos i B = hriech i 2). v d?sledku toho i B + i 2 = ? /2, ale i’ B= i B (z?kon odrazu), tak i’ B+ i 2 = ? /2.

Stupe? polariz?cie odrazen?ho a lomen?ho svetla pri r?znych uhloch dopadu mo?no vypo??ta? z Maxwellov?ch rovn?c, ak zoberieme do ?vahy okrajov? podmienky pre elektromagnetick? pole na rozhran? dvoch izotropn?ch dielektr?k (tzv. Fresnelove vzorce).

Stupe? polariz?cie lomen?ho svetla mo?no v?razne zv??i? (opakovan?m lomom za predpokladu, ?e svetlo dopadne zaka?d?m na rozhranie pod Brewsterov?m uhlom). Ak napr?klad pre sklo ( n= 1.53), stupe? polariz?cie lomen?ho l??a je ?15%, potom po lomu 8-10 sklenen?ch dosiek na seba navrstven?ch bude svetlo vych?dzaj?ce z tak?hoto syst?mu takmer ?plne polarizovan?. T?to sada platn? je tzv chodidlo. Noha m??e by? pou?it? na anal?zu polarizovan?ho svetla v jeho odraze aj lomu.

L?stok 79 (na podnet)

Ako ukazuje sk?senos?, po?as lomu a odrazu svetla sa lomen? a odrazen? svetlo uk??e ako polarizovan? a odraz. svetlo m??e by? pri ur?itom uhle dopadu ?plne polarizovan?, ale svetlo je v?dy ?iasto?ne polarizovan?.Na z?klade Frinelov?ch vzorcov mo?no uk?za?, ?e odr??aj?. svetlo je polarizovan? v rovine kolmej na rovinu dopadu a lomu. svetlo je polarizovan? v rovine rovnobe?nej s rovinou dopadu.

Uhol dopadu, pri ktorom doch?dza k odrazu svetlo je plne polarizovan? sa naz?va Brewsterov uhol.Brewsterov uhol je ur?en? z Brewsterovho z?kona: -Brewsterov z?kon.V tomto pr?pade uhol medzi odrazom. a zlomi?. l??e bud? rovnak?.Pre syst?m vzduch-sklo je Brewsterov uhol rovnak?.Na z?skanie dobrej polariz?cie, t.j. , pri l?man? svetla sa vyu??va mno?stvo ?lenit?ch pl?ch, ktor? sa naz?vaj? Stoletova noha.

L?stok 80.

Sk?senosti ukazuj?, ?e pri interakcii svetla s hmotou je hlavn? dej (fyziologick?, fotochemick?, fotoelektrick? at?.) sp?soben? oscil?ciami vektora, ktor? sa v tejto s?vislosti niekedy naz?va sveteln? vektor. Preto sa na opis vzorcov polariz?cie svetla sleduje spr?vanie vektora.

Rovina tvoren? vektormi a naz?va sa rovina polariz?cie.

Ak sa vektorov? kmity vyskytuj? v jednej pevnej rovine, potom sa tak?to svetlo (l??) naz?va line?rne polarizovan?. Ozna?uje sa svojvo?ne nasledovne. Ak je l?? polarizovan? v kolmej rovine (v rovine xz, pozri obr. 2 v druhej predn??ke), potom sa ozna??.

Prirodzen? svetlo (z be?n?ch zdrojov, slnko) pozost?va z v?n, ktor? maj? r?zne, n?hodne rozlo?en? roviny polariz?cie (pozri obr. 3).

Prirodzen? svetlo sa niekedy be?ne ozna?uje ako toto. Naz?va sa aj nepolarizovan?.

Ak sa pri ??ren? vlny vektor ot??a a z?rove? koniec vektora opisuje kruh, potom sa tak?to svetlo naz?va kruhovo polarizovan? a polariz?cia je kruhov? alebo kruhov? (vpravo alebo v?avo). Existuje aj eliptick? polariz?cia.

Existuj? optick? zariadenia (filmy, platne at?.) - polariz?tory, ktor? vy?aruj? line?rne polarizovan? svetlo alebo ?iasto?ne polarizovan? svetlo z prirodzen?ho svetla.

Polariz?tory pou??van? na anal?zu polariz?cie svetla sa naz?vaj? analyz?tory.

Rovina polariz?tora (alebo analyz?tora) je rovina polariz?cie svetla pren??an?ho polariz?torom (alebo analyz?torom).

Nech polariz?tor (alebo analyz?tor) dopad? na line?rne polarizovan? svetlo s amplit?dou E 0 Amplit?da prech?dzaj?ceho svetla bude E=E 0 cos j a intenzitu Ja = ja 0 ?o 2 j.

Tento vzorec vyjadruje Malusov z?kon:

Intenzita line?rne polarizovan?ho svetla prech?dzaj?ceho cez analyz?tor je ?mern? druhej mocnine kos?nusu uhla j medzi rovinou kmitov dopadaj?ceho svetla a rovinou analyz?tora.

L?stok 80 (na ostrohy)

Polariz?tory s? zariadenia, ktor? umo??uj? z?ska? polarizovan? svetlo. Analyz?tory s? zariadenia, pomocou ktor?ch m??ete analyzova?, ?i je svetlo polarizovan? alebo nie. Kon?truk?ne s? polariz?tor a analyz?tor rovnak?. Potom s? v?etky smery vektora E rovnak?. vektor mo?no rozlo?i? na dve vz?jomne kolm? zlo?ky: jedna z nich je rovnobe?n? s rovinou polariz?cie polariz?tora a druh? je na ?u kolm?.

Je zrejm?, ?e intenzita svetla op???aj?ceho polariz?tor bude rovnak?. Intenzitu svetla op???aj?ceho polariz?tor ozna?me () Ak je na dr?he polariz?tora umiestnen? analyz?tor, ktor?ho hlavn? rovina zviera uhol s hlavnej roviny polariz?tora, potom je intenzita svetla op???aj?ceho analyz?tor ur?en? z?konom.

L?stok 81.

Pri ?t?diu luminiscencie roztoku ur?nov?ch sol? p?soben?m r?diov?ch l??ov sovietsky fyzik P. A. Cherenkov upozornil na skuto?nos?, ?e samotn? voda ?iari, v ktorej nie s? ?iadne ur?nov? soli. Uk?zalo sa, ?e ke? l??e (pozri Gama ?iarenie) prech?dzaj? ?ist?mi kvapalinami, v?etky za?n? ?iari?. S. I. Vavilov, pod veden?m ktor?ho pracoval P. A. ?erenkov, vyslovil hypot?zu, ?e ?iara s?vis? s pohybom elektr?nov vyrazen?ch kvantami r?dia z at?mov. ?iara skuto?ne silne z?visela od smeru magnetick?ho po?a v kvapaline (to nazna?uje, ?e jej pr??inou je pohyb elektr?nov).

Pre?o v?ak elektr?ny pohybuj?ce sa v kvapaline vy?aruj? svetlo? Spr?vnu odpove? na t?to ot?zku dali v roku 1937 sovietski fyzici I. E. Tamm a I. M. Frank.

Elektr?n pohybuj?ci sa v l?tke interaguje s okolit?mi at?mami. P?soben?m jeho elektrick?ho po?a sa at?mov? elektr?ny a jadr? pos?vaj? v opa?n?ch smeroch - m?dium je polarizovan?. Polariz?ciou a n?sledn?m n?vratom do p?vodn?ho stavu vy?aruj? at?my m?dia umiestnen? pozd?? trajekt?rie elektr?nu elektromagnetick? sveteln? vlny. Ak je r?chlos? elektr?nu v men?ia ako r?chlos? ??renia svetla v m?diu (- index lomu), potom elektromagnetick? pole predbehne elektr?n a l?tka bude ma? ?as na polariz?ciu v priestore pred elektr?nom. Polariz?cia prostredia pred elektr?nom a za n?m je v opa?nom smere a ?iarenia opa?ne polarizovan?ch at?mov, ktor? sa "s??tavaj?", sa navz?jom "zhas?naj?". Ke? sa at?my, ku ktor?m sa elektr?n e?te nedostal, nestihn? polarizova? a objav? sa ?iarenie nasmerovan? pozd?? ?zkej ku?e?ovej vrstvy s vrcholom zhodn?m s pohybuj?cim sa elektr?nom a uhlom vo vrchole c. Vzh?ad sveteln?ho "ku?e?a" a stav ?iarenia mo?no z?ska? zo v?eobecn?ch princ?pov ??renia v?n.

Ry?a. 1. Mechanizmus tvorby ?ela vlny

Nech sa elektr?n pohybuje pozd?? osi OE (pozri obr. 1) ve?mi ?zkeho pr?zdneho kan?la v homog?nnej prieh?adnej l?tke s indexom lomu (pr?zdny kan?l je potrebn?, aby sa nezoh?adnili kol?zie elektr?nu s at?mami v teoretick? ?vaha). Ak?ko?vek bod na OE l?nii postupne obsaden? elektr?nom bude stredom emisie svetla. Vlny vych?dzaj?ce z po sebe nasleduj?cich bodov O, D, E sa navz?jom ru?ia a s? zosilnen?, ak je f?zov? rozdiel medzi nimi nulov? (pozri Interferencia). T?to podmienka je splnen? pre smer, ktor? zviera s dr?hou elektr?nu uhol 0. Uhol 0 je ur?en? pomerom:.

V skuto?nosti uva?ujme dve vlny emitovan? v smere pod uhlom 0 k r?chlosti elektr?nu z dvoch bodov trajekt?rie - bodu O a bodu D, oddelen?ch vzdialenos?ou . V bode B, le?iacom na priamke BE, kolmej na OB, prv? vlna v - v ?ase Do bodu F, le?iaceho na priamke BE, vlna vy?arovan? z bodu doraz? v ?ase po vy?arovan? vlna z bodu O. Tieto dve vlny bud? vo f?ze, t.j. priamka bude ?elom vlny, ak sa tieto ?asy rovnaj?:. To ako podmienka rovnosti ?asov d?va. Vo v?etk?ch smeroch, pre ktor? bude svetlo zhasnut? v d?sledku interferencie v?n vy?arovan?ch z ?sekov trajekt?rie oddelen?ch vzdialenos?ou D. Hodnota D je ur?en? zrejmou rovnicou, kde T je peri?da kmitov svetla. T?to rovnica m? v?dy rie?enie, ak.

Ak , potom smer, v ktorom sa vy?arovan? vlny, interferuj?ce, zosil?uj?, neexistuje, nem??e by? v???? ako 1.

Ry?a. 2. Rozlo?enie zvukov?ch v?n a vznik r?zovej vlny pri pohybe tela

?iarenie sa pozoruje iba vtedy, ak .

Experiment?lne lietaj? elektr?ny v kone?nom priestorovom uhle s ur?it?m rozlo?en?m r?chlost? a v d?sledku toho sa ?iarenie ??ri v ku?e?ovej vrstve bl?zko hlavn?ho smeru ur?en?ho uhlom .

V na?ej ?vahe sme zanedbali spomalenie elektr?nu. To je celkom prijate?n?, preto?e straty sp?soben? ?iaren?m Vavilov-?erenkov s? mal? a v prvom pribl??en? m??eme predpoklada?, ?e energia straten? elektr?nom neovplyv?uje jeho r?chlos? a pohybuje sa rovnomerne. Toto je z?kladn? rozdiel a nezvy?ajnos? Vavilov-?erenkovovho ?iarenia. N?boje zvy?ajne vy?aruj? a zaznamen?vaj? v?razn? zr?chlenie.

Elektr?n predbiehaj?ci svoje vlastn? svetlo je ako lietadlo letiace r?chlos?ou vy??ou ako r?chlos? zvuku. V tomto pr?pade sa pred lietadlom ??ri aj ku?e?ov? r?zov? vlna (pozri obr. 2).

Z?kon lomu svetla. Absol?tne a relat?vne indexy (koeficienty) lomu. Tot?lny vn?torn? odraz

Z?kon lomu svetla bola zalo?en? empiricky v 17. storo??. Ke? svetlo prech?dza z jedn?ho prieh?adn?ho m?dia do druh?ho, smer svetla sa m??e zmeni?. Zmena smeru svetla na hranici r?znych m?di? sa naz?va lom svetla. V?eved?cnos? lomu je zjavn? zmena tvaru objektu. (pr?klad: ly?ica v poh?ri vody). Z?kon lomu svetla: Na rozhran? dvoch prostred? le?? lomen? l?? v rovine dopadu a vytv?ra s norm?lou na rozhranie obnovenou v bode dopadu uhol lomu tak?, ?e: = n 1- p?d, 2 odrazy, n-refrak?n? index (f. Snelius) - relat?vny ukazovate? Index lomu l??a dopadaj?ceho na m?dium z bezvzduchov?ho priestoru sa naz?va jeho absol?tny index lomu. Uhol dopadu, pri ktorom lomen? l?? za?ne k?za? pozd?? rozhrania medzi dvoma m?diami bez prechodu do opticky hustej?ieho m?dia - hrani?n? uhol celkov?ho vn?torn?ho odrazu. Tot?lny vn?torn? odraz- vn?torn? odraz za predpokladu, ?e uhol dopadu presahuje ur?it? kritick? uhol. V tomto pr?pade sa dopadaj?ca vlna ?plne odr??a a hodnota koeficientu odrazu presahuje svoje najvy??ie hodnoty pre le?ten? povrchy. Koeficient odrazu pre ?pln? vn?torn? odraz nez?vis? od vlnovej d??ky. V optike je tento jav pozorovan? pre ?irok? spektrum elektromagnetick?ho ?iarenia vr?tane r?ntgenov?ho rozsahu. V geometrickej optike sa jav vysvet?uje v zmysle Snellovho z?kona. Vzh?adom na to, ?e uhol lomu nem??e presiahnu? 90°, dostaneme, ?e pri uhle dopadu, ktor?ho s?nus je v???? ako pomer men?ieho indexu lomu k v???iemu, by sa elektromagnetick? vlna mala ?plne odr??a? do prv?ho prostredia. Pr?klad: Jasn? lesk mnoh?ch pr?rodn?ch kry?t?lov, a najm? fazetovan?ch drahokamov a polodrahokamov, sa vysvet?uje ?pln?m vn?torn?m odrazom, v d?sledku ktor?ho ka?d? l??, ktor? vst?pi do kry?t?lu, vytv?ra ve?k? mno?stvo pomerne jasn?ch l??ov, ktor? vych?dzaj?, sfarben? ako v?sledok disperzie.

Index lomu

Index lomu l?tky - hodnota rovnaj?ca sa pomeru f?zov?ch r?chlost? svetla (elektromagnetick?ho vlnenia) vo v?kuu a v danom prostred?. O indexe lomu sa niekedy hovor? aj pre ak?ko?vek in? vlny, napr?klad zvuk, hoci v pr?padoch, ako je ten druh?, mus? by? defin?cia, samozrejme, nejako upraven?.

Index lomu z?vis? od vlastnost? l?tky a vlnovej d??ky ?iarenia, pri niektor?ch l?tkach sa index lomu men? pomerne silno, ke? sa frekvencia elektromagnetick?ch v?n men? z n?zkych frekvenci? na optick? a ?alej, a m??e sa tie? meni? v ur?it?ch oblasti frekven?nej stupnice. Predvolen? je zvy?ajne optick? rozsah alebo rozsah ur?en? kontextom.

Odkazy

• Datab?za indexu lomu RefractiveIndex.INFO

Nad?cia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, ?o je "Index lomu" v in?ch slovn?koch:

Vo vz?ahu k dvom m?di?m n21, bezrozmern? pomer r?chlost? ??renia optick?ho ?iarenia (c veta a) v prvom (c1) a druhom (c2) m?diu: n21=c1/c2. Z?rove? odkazuje. P. p. je pomer s?nusov g a p?du j a pri g l ... ... Fyzick? encyklop?dia

Pozri index lomu...

Pozri index lomu. * * * INDEX LOMU INDEX lomu, pozri Index lomu (pozri INDEX lomu) … encyklopedick? slovn?k- INDEX lomu, hodnota charakterizuj?ca prostredie a rovn? sa pomeru r?chlosti svetla vo v?kuu k r?chlosti svetla v prostred? (absol?tny index lomu). Index lomu n z?vis? od dielektrika e a magnetickej permeability m ... ... Ilustrovan? encyklopedick? slovn?k

- (pozri REFRAKT?VNY INDIK?TOR). Fyzick? encyklopedick? slovn?k. Moskva: Sovietska encyklop?dia. ??fredaktor A. M. Prochorov. 1983... Fyzick? encyklop?dia

Pozri index lomu... Ve?k? sovietska encyklop?dia

Pomer r?chlosti svetla vo v?kuu k r?chlosti svetla v m?diu (absol?tny index lomu). Relat?vny index lomu 2 m?di? je pomer r?chlosti svetla v m?diu, z ktor?ho svetlo dopad? na rozhranie k r?chlosti svetla v druhom ... ... Ve?k? encyklopedick? slovn?k

Oblasti pou?itia refraktometrie.

Zariadenie a princ?p ?innosti refraktometra IRF-22.

Pojem index lomu.

Pl?n

Refraktometria. Charakteristika a podstata met?dy.

Na identifik?ciu l?tok a kontrolu ich ?istoty pou?ite

refraktor.

Index lomu l?tky- hodnota rovnaj?ca sa pomeru f?zov?ch r?chlost? svetla (elektromagnetick?ho vlnenia) vo v?kuu a viden?ho prostredia.

Index lomu z?vis? od vlastnost? l?tky a vlnovej d??ky

elektromagnetick? radi?cia. Pomer s?nusu uhla dopadu vzh?adom k

norm?la veden? k rovine lomu (a) l??a k s?nusu uhla lomu

lom (v) pri prechode l??a z m?dia A do m?dia B sa naz?va relat?vny index lomu pre t?to dvojicu m?di?.

Hodnota n je relat?vny index lomu m?dia B pod?a

vo vz?ahu k prostrediu A, a

Relat?vny index lomu m?dia A vzh?adom na

Index lomu l??a dopadaj?ceho na m?dium z bezvzduchu

tento priestor sa naz?va jeho absol?tny index lomu resp

jednoducho index lomu dan?ho m?dia (tabu?ka 1).

Tabu?ka 1 - Indexy lomu r?znych m?di?

Kvapaliny maj? index lomu v rozmedz? 1,2-1,9. Pevn?

l?tky 1,3-4,0. Niektor? miner?ly nemaj? presn? hodnotu ukazovate?a

pre refrakciu. Jeho hodnota je v ur?itej "vidli?ke" a ur?uje

kv?li pr?tomnosti ne?ist?t v kry?t?lovej ?trukt?re, ktor? ur?uje farbu

kry?t?l.

Identifik?cia miner?lu pod?a "farby" je n?ro?n?. Miner?l korund teda existuje vo forme rub?nu, zaf?ru, leukozaf?ru, ktor? sa l??ia

index lomu a farba. ?erven? korundy sa naz?vaj? rub?ny

(pr?mes chr?mu), bezfarebn? modr?, svetlomodr?, ru?ov?, ?lt?, zelen?,

fialov? - zaf?ry (ne?istoty kobaltu, tit?nu at?.). Svetl? farby

nye zaf?ry alebo bezfarebn? korund sa naz?va leukozaf?r (?iroko

pou??va sa v optike ako sveteln? filter). Index lomu t?chto kry?t?lov

st?nok le?? v rozmedz? 1,757-1,778 a je z?kladom pre identifik?ciu

Obr?zok 3.1 - Ruby Obr?zok 3.2 - Zaf?rovo modr?

Organick? a anorganick? kvapaliny maj? tie? charakteristick? hodnoty indexu lomu, ktor? ich charakterizuj? ako chemick?

nov? zl??eniny a kvalita ich synt?zy (tabu?ka 2):

Tabu?ka 2 - Indexy lomu niektor?ch kvapal?n pri 20 °C

4.2. Refraktometria: pojem, princ?p.

Met?da ?t?dia l?tok zalo?en? na stanoven? indik?tora

(koeficient) lomu (refrakcie) sa naz?va refraktometria (od

lat. refractus – lomen? a gr?cky. metero - meriam). Refraktometria

(refraktometrick? met?da) sa pou??va na identifik?ciu chemick?ch l?tok

zl??en?n, kvantitat?vna a ?truktur?lna anal?za, stanovenie fyzik?lno-

chemick? parametre l?tok. Implementovan? princ?p refraktometrie

v Abbe refraktometroch, zn?zornen?ch na obr?zku 1.

Obr?zok 1 - Princ?p refraktometrie

Blok hranolov Abbe pozost?va z dvoch pravouhl?ch hranolov: osvet?ovac?ch

telo a meranie, zlo?en? preponami tv?re. Ilumin?tor -

hranol m? drsn? (matn?) preponu a je ur?en?

chena na osvetlenie tekutej vzorky umiestnenej medzi hranoly.

Rozpt?len? svetlo prech?dza cez planparaleln? vrstvu sk?manej kvapaliny a l?me sa v kvapaline a dopad? na merac? hranol. Merac? hranol je vyroben? z opticky hust?ho skla (?a?k? paz?rik) a m? index lomu v???? ako 1,7. Z tohto d?vodu Abbe refraktometer meria n hodnoty men?ie ako 1,7. Zv???enie meracieho rozsahu indexu lomu je mo?n? dosiahnu? len v?menou meracieho hranola.

Sk??obn? vzorka sa naleje na preponu meracieho hranola a pritla?? sa proti osvet?ovaciemu hranolu. V tomto pr?pade zost?va medzi hranolmi, v ktor?ch sa vzorka nach?dza, medzera 0,1-0,2 mm a cez

ktor? prech?dza lomom svetla. Na meranie indexu lomu

vyu?i? fenom?n tot?lneho vn?torn?ho odrazu. Spo??va v

?al?ie.

Ak l??e 1, 2, 3 dopadaj? na rozhranie medzi dvoma m?diami, potom v z?vislosti od

uhol dopadu pri ich pozorovan? v refrak?nom prostred? bude

pozoruje sa pr?tomnos? prechodu oblast? r?zneho osvetlenia. Je to spojen?

s dopadom nejakej ?asti svetla na hranicu lomu pod uhlom cca.

kim na 90° vzh?adom na norm?l (l?? 3). (Obr?zok 2).

Obr?zok 2 - Obr?zok lomen?ch l??ov

T?to ?as? l??ov sa neodr??a a preto tvor? ?ah?? objekt.

lom. L??e s men??mi uhlami vn?maj? a odr??aj?

a lom. Preto sa vytv?ra oblas? s men??m osvetlen?m. V objeme

na ?o?ovke je vidite?n? hrani?n? ?iara tot?lneho vn?torn?ho odrazu, poz

?o z?vis? od refrak?n?ch vlastnost? vzorky.

Elimin?cia javu disperzie (zafarbenie rozhrania medzi dvoma plochami osvetlenia vo farb?ch d?hy v d?sledku pou?itia komplexn?ho bieleho svetla v Abbe refraktometroch) sa dosiahne pou?it?m dvoch Amici hranolov v kompenz?tore, ktor? s? namontovan? v ?alekoh?ad. Z?rove? sa do ?o?ovky premieta stupnica (obr?zok 3). Na anal?zu sta?? 0,05 ml tekutiny.

Obr?zok 3 - Poh?ad cez okul?r refraktometra. (Spr?vna mierka odr??a

koncentr?cia meranej zlo?ky v ppm)

Okrem anal?zy jednozlo?kov?ch vzoriek s? ?iroko analyzovan?

dvojzlo?kov? syst?my (vodn? roztoky, roztoky l?tok, v ktor?ch

alebo rozp???adlo). V ide?lnych dvojzlo?kov?ch syst?moch (formovanie-

bez zmeny objemu a polarizovate?nosti komponentov), je zn?zornen? z?vislos?

index lomu kompoz?cie je bl?zky line?rnemu, ak je kompoz?cia vyjadren? v term?noch

objemov? zlomky (percent?)

kde: n, n1, n2 - indexy lomu zmesi a zlo?iek,

V1 a V2 s? objemov? podiely zlo?iek (V1 + V2 = 1).

Vplyv teploty na index lomu je ur?en? dvoma

faktory: zmena po?tu kvapaln?ch ?ast?c na jednotku objemu a

z?vislos? polarizovate?nosti molek?l od teploty. Druh?m faktorom sa stal

sa st?va v?znamn?m len pri ve?mi ve?k?ch zmen?ch teploty.

Teplotn? koeficient indexu lomu je ?mern? teplotn?mu koeficientu hustoty. Preto?e v?etky kvapaliny sa pri zahrievan? roz?ahuj?, ich indexy lomu sa zni?uj? so zvy?uj?cou sa teplotou. Teplotn? koeficient z?vis? od teploty kvapaliny, ale v mal?ch teplotn?ch intervaloch ho mo?no pova?ova? za kon?tantn?. Z tohto d?vodu v???ina refraktometrov nem? regul?ciu teploty, av?ak niektor? kon?trukcie umo??uj?

regul?cia teploty vody.

Line?rna extrapol?cia indexu lomu so zmenami teploty je prijate?n? pre mal? teplotn? rozdiely (10 - 20°C).

Presn? stanovenie indexu lomu v ?irokom rozsahu tepl?t sa vykon?va pod?a empirick?ch vzorcov vo forme:

nt=n0+at+bt2+…

Pre roztokov? refraktometriu v ?irokom rozsahu koncentr?ci?

pou?i? tabu?ky alebo empirick? vzorce. Z?vislos? displeja -

index lomu vodn?ch roztokov ur?it?ch l?tok na koncentr?ciu

je bl?zka line?rnej a umo??uje ur?i? koncentr?cie t?chto l?tok v

vody v ?irokom rozsahu koncentr?ci? (obr?zok 4) pomocou lomu

tometre.

Obr?zok 4 - Index lomu niektor?ch vodn?ch roztokov

Zvy?ajne sa pomocou refraktometrov s presnos?ou stanov? n kvapaln?ch a pevn?ch telies

do 0,0001. Najbe?nej?ie s? Abbe refraktometre (obr?zok 5) s hranolov?mi blokmi a disperzn?mi kompenz?tormi, ktor? umo??uj? ur?i? nD v „bielom“ svetle na stupnici alebo digit?lnom indik?tore.

Obr?zok 5 - Abbe refraktometer (IRF-454; IRF-22)

Fyzik?lne z?kony zohr?vaj? ve?mi d?le?it? ?lohu pri vykon?van? v?po?tov na pl?novanie ?pecifickej strat?gie v?roby ak?hoko?vek produktu alebo pri zostavovan? projektu v?stavby kon?trukci? na r?zne ??ely. Vypo??tava sa ve?a hodn?t, tak?e merania a v?po?ty sa vykon?vaj? pred za?at?m pl?novac?ch pr?c. Napr?klad index lomu skla sa rovn? pomeru s?nusu uhla dopadu k s?nusu uhla lomu.

Najprv teda prebieha proces merania uhlov, potom sa vypo??ta ich s?nus a a? potom m??ete z?ska? po?adovan? hodnotu. Napriek dostupnosti tabu?kov?ch ?dajov sa oplat? zaka?d?m vykona? dodato?n? v?po?ty, preto?e referen?n? knihy ?asto pou??vaj? ide?lne podmienky, ktor? je v re?lnom ?ivote takmer nemo?n? dosiahnu?. Preto sa v skuto?nosti bude ukazovate? nevyhnutne l??i? od tabu?kov?ho a v niektor?ch situ?ci?ch m? z?sadn? v?znam.

Absol?tny ukazovate?

Absol?tny index lomu z?vis? od zna?ky skla, preto?e v praxi existuje ve?k? mno?stvo mo?nost?, ktor? sa l??ia zlo?en?m a stup?om prieh?adnosti. V priemere je to 1,5 a okolo tejto hodnoty sa pohybuje o 0,2 v jednom alebo druhom smere. V zriedkav?ch pr?padoch m??u existova? odch?lky od tohto ??sla.

Op??, ak je d?le?it? presn? ukazovate?, potom s? nevyhnutn? dodato?n? merania. Ale ani tie neposkytuj? 100% spo?ahliv? v?sledok, preto?e kone?n? hodnotu ovplyvn? poloha slnka na oblohe a obla?nos? v de? meran?. Na??astie v 99,99% pr?padov sta?? jednoducho vedie?, ?e index lomu materi?lu ako je sklo je v???? ako jedna a men?? ako dve a v?etky ostatn? desatiny a stotiny nehraj? rolu.

Na f?rach, ktor? pom?haj? rie?i? probl?my vo fyzike, ?asto blik? ot?zka, ak? je index lomu skla a diamantu? Mnoho ?ud? si mysl?, ?e ke??e tieto dve l?tky maj? podobn? vzh?ad, ich vlastnosti by mali by? pribli?ne rovnak?. Ale to je klam.

Maxim?lny lom pre sklo bude okolo 1,7, zatia? ?o pre diamant toto ??slo dosiahne 2,42. Tento drahokam je jedn?m z m?la materi?lov na Zemi, ktor?ho index lomu presahuje 2. Je to sp?soben? jeho kry?talickou ?trukt?rou a ve?k?m ??ren?m sveteln?ch l??ov. Fazetovanie hr? minim?lnu ?lohu pri zmen?ch hodnoty tabu?ky.

Relat?vny ukazovate?

Relat?vny ukazovate? pre niektor? prostredia mo?no charakterizova? takto:

• - index lomu skla vo vz?ahu k vode je pribli?ne 1,18;
• - index lomu toho ist?ho materi?lu vo vz?ahu k vzduchu sa rovn? 1,5;
• - index lomu vo vz?ahu k alkoholu - 1.1.

Meranie ukazovate?a a v?po?et relat?vnej hodnoty sa vykon?va pod?a dobre zn?meho algoritmu. Ak chcete n?js? relat?vny parameter, mus?te rozdeli? jednu hodnotu tabu?ky druhou. Alebo urobte experiment?lne v?po?ty pre dve prostredia a potom rozde?te z?skan? ?daje. Tak?to oper?cie sa ?asto vykon?vaj? v laborat?rnych triedach fyziky.

Stanovenie indexu lomu

Stanovenie indexu lomu skla v praxi je dos? ?a?k?, preto?e na meranie po?iato?n?ch ?dajov s? potrebn? vysoko presn? pr?stroje. Ak?ko?vek chyba sa zv??i, preto?e v?po?et pou??va zlo?it? vzorce, ktor? vy?aduj? absenciu ch?b.

Vo v?eobecnosti tento koeficient ukazuje, ko?kokr?t sa r?chlos? ??renia sveteln?ch l??ov spomal? pri prechode cez ur?it? prek??ku. Preto je typick? len pre prieh?adn? materi?ly. Pre referen?n? hodnotu, to znamen? pre jednotku, sa berie index lomu plynov. Toto bolo uroben? preto, aby bolo mo?n? vych?dza? z nejakej hodnoty vo v?po?toch.

Ak slne?n? l?? dopad? na sklenen? povrch s indexom lomu, ktor? sa rovn? tabu?kovej hodnote, mo?no ho zmeni? nieko?k?mi sp?sobmi:

• 1. Na vrch nalepte f?liu, v ktorej bude index lomu vy??? ako u skla. Tento princ?p sa pou??va pri t?novan? skiel automobilov na zlep?enie pohodlia pasa?ierov a umo?nenie vodi?ovi lep?ie vidie? na cestu. Film tie? zadr?? ultrafialov? ?iarenie.
• 2. Sklo natrieme farbou. Takto to robia v?robcovia lacn?ch slne?n?ch okuliarov, no treba si uvedomi?, ?e to m??e po?kodi? v?? zrak. V dobr?ch modeloch sa okuliare ihne? vyr?baj? farebn? pomocou ?peci?lnej technol?gie.
• 3. Ponorte poh?r do nejakej tekutiny. Toto je u?ito?n? len pre experimenty.

Ak sveteln? l?? prech?dza zo skla, potom sa index lomu na ?al?om materi?li vypo??ta pomocou relat?vneho koeficientu, ktor? mo?no z?ska? porovnan?m tabu?kov?ch hodn?t navz?jom. Tieto v?po?ty s? ve?mi d?le?it? pri navrhovan? optick?ch syst?mov, ktor? nes? praktick? alebo experiment?lnu z??a?. Chyby tu nie s? povolen?, preto?e sp?sobia poruchu cel?ho zariadenia a potom bud? ak?ko?vek d?ta prijat? s n?m zbyto?n?.

Na ur?enie r?chlosti svetla v skle s indexom lomu je potrebn? vydeli? absol?tnu hodnotu r?chlosti vo v?kuu indexom lomu. Ako referen?n? m?dium sa pou??va v?kuum, preto?e tam nep?sob? refrakcia kv?li absencii ak?chko?vek l?tok, ktor? by mohli nar??a? neru?en? pohyb sveteln?ch l??ov po danej trajekt?rii.

Vo v?etk?ch vypo??tan?ch ukazovate?och bude r?chlos? ni??ia ako v referen?nom m?diu, preto?e index lomu je v?dy v???? ako jedna.