- •§ 2. Эффект Комптона. 46
- •Раздел 1. Основные положения оптики. § 1. Введение.
- •Почему мы видим именно в диапазоне 380 - 760 нм.? § 2. Электромагнитные волны.
- •§ 3. Поперечность электромагнитных волн.
- •§ 4. Решение волнового уравнения.
- •Комплексные функции.
- •Решения действительные и комплексные.
- •§ 5. Излучение диполя.
- •§ 6. Характеристики электромагнитных волн.
- •§ 7. Энергетические характеристики.
- •§ 8. Фотометрия и фотометрические величины
- •§ 9. Геометрическая оптика.
- •Преломление и отражение света.
- •Раздел 2. Интерференция света. § 1. Сложение волн.
- •Как сложить две комплексные величины?
- •Рассмотрим два случая:
- •§ 2. Опыт Юнга.
- •§ 3. Когерентность.
- •§ 4. Интерферометры.
- •§ 5. Интерференция в тонких пленках
- •§ 6. Многолучевая интерференция
- •§ 7. Применение интерференции
- •Голография. § 8. Основные методы получения и наблюдения интерференции.
- •Когерентность.
- •§ 2. Дифракция Френеля.
- •§ 3. Критерий Релея. Разрешающая способность оптических приборов.
- •Критерий Релея:
- •§ 4. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа - Бреггов.
- •§ 5. Голография.
- •Раздел 4. Распространение света в веществе. § 1. Классическая электронная теория движения оптических электронов.
- •§ 2. Дисперсия света.
- •§ 3. Поглощение света.
- •§ 4. Поляризация света.
- •§ 5. Поляризация света при отражении. Угол Брюстера.
- •§ 6. Двойное лучепреломление.
- •§ 7. Вращение плоскости поляризации.
- •§ 8. Рассеяние света в оптически неоднородных средах.
- •Раздел 5. Генерация света. § 1. Тепловое излучение.
- •§ 2. Характеристики теплового излучения.
- •§ 3. Закон Стефана-Больцмана и закон Вина. Формула Релея-Джинса.
- •§ 4. Формула Планка.
- •Раздел 6. Фотоны. § 1. Тормозное рентгеновское излучение.
- •§ 2. Фотоэффект.
- •§ 3. Опыт Боте.
- •§ 4. Эффект Комптона.
- •Раздел 7. Элементы квантовой оптики. § 1. Внешний фотоэффект.
- •§ 2. Эффект Комптона.
- •§ 3. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.
- •§ 4. Спектральная излучательная способность абсолютно черного тела.
- •§ 5. Законы теплового излучения.
- •§ 6. Оптическая пирометрия.
- •Яркостная температура.
§ 8. Фотометрия и фотометрические величины
Одной из основных характеристик световой волны является интенсивность и связанные с ней энергетические величины. Именно энергией, а не амплитудой, определяется в основном действие света.
Всякая реальная световая волна представляет собой наложение волн с длинами заключенными в некотором интервале .
Поток энергии - количество световой энергии прошедшее через данную поверхность в единицу времени. Если поток энергии, приходящийся на длины волн в интервале , обозначим через , и , то весь поток энергии:
Фотометрия занимается измерением световых потоков и величин с ним связанных.
Источник, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием до места наблюдения, называется точечным. В однородной среде и изотропной среде волна, излучаемая точечным источником будет сферической.
Сила света поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла
Если J не зависит от направления, то
Сила света J точечного источника в данном направлении равна потоку энергии dФ, распространяющемуся в единице телесного угла :
Единица силы света - кандела. Эталоном силы света служит специальный источник - черное тело при температуре застывания платины.
Световой поток - величина, равная отношению энергии dW, испускаемой источником света в единицу времени t.
Единица светового потока - люмен. Люмен - световой поток, излучаемый источником с силой света в 1 кд в пределах угла в один стерадиан.
Освещенность - характеризует величину потока dФ, падающего на единицу освещаемой поверхности А.
;
;
Освещенность зависит от расстояния. Поскольку , то
Если на поверхность лучи падают под углом , то
Если поверхность светится, ее характеризуют яркостью.
Яркость характеризует излучение света (отражение) в заданном направлении.
Предел видимости 10-6 - 1.6*105 кд/м2.
Светимость R=dФ/dS
§ 9. Геометрическая оптика.
В первом приближении распространение видимого света можно рассматривать отвлекаясь от его волновой природы и полагая, что свет распространяется вдоль некоторых линий. Эти линии называются лучами. В предельном случае 0 распространение света можно сформулировать на языке геометрии. Поэтому раздел оптики в котором пренебрегают конечностью длин волн, называется геометрической оптикой. Основные законы оптики:
2. закон независимости световых лучей;
3. закон отражения;
4. закон преломления.
В основе геометрической оптики лежит принцип Ферма: “Свет распространяется по такому пути, для прохождения которого ему требуется минимальное время”.
Оптическая длина пути:
, ,
где r расстояние между S1 и S2.
Оптическая длина для всех одинакова и свет распространяется от одной волновой поверхности (фронт) до другой за одинаковое время.