2, Когерентные волны-Имеющие одинаковую длину волны и постоянную разность фаз.

3, Закон Малюса — физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла   между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

где   — интенсивность падающего на поляризатор света,   — интенсивность света, выходящего из поляризатора,   — коэффициент прозрачности поляризатора.

4, Энергетическая светимость тела R_Т, численно равна энергии W, излучаемой телом во всем диапазоне длин волн (0<l<¥) с единицы поверхности тела, в единицу времени, при температуре телаТ, т.е.

 (1)

Испускательная способность тела rl_,Т численно равна энергии тела dWl, излучаемой телом c единицы поверхности тела, за единицу времени при температуре тела Т, в диапазоне длин волн от lдо l+dl, т.е.

(2)

Эту величину называют также спектральной плотностью энергетической светимости тела.

Энергетическая светимость связана с испускательной способностью формулой

(3)

5, Первый постулат (постулат стационарных состояний): существуют стационарные состояния атома, находясь в которых он не излучает энергии. Этим стационарным состояниям соответствуют определенные стационарные орбиты, по которым движутся электроны. При движении по стационарным орбитам электроны не излучают электромагнитные волны, несмотря на ускоренное движение. В каждом стационарном состоянии атом обладает определенным квантованным значением энергии.

Для круговых орбит правило квантования Бора записывается в виде

  Здесь me – масса электрона, υ – его скорость, rn – радиус стационарной круговой орбиты. Правило квантования Бора позволяет вычислить радиусы стационарных орбит электрона в атоме водорода и определить значения энергий.

6, M (n=3) s (l=0) p (l=1) d (l=2)

7, Идеальный газ из фермионов - фермн-газ - описывается квантовой статистикой Ферми - Дирака**. Распределение фермионов по энергиям имеет вид

                         

где N_i  - среднее число фермионов в квантовом состоянии с энергией Е_i,  - химический потенциал. В отличие от (235.1)  может иметь положительное значение (это не приводит к отрицательным значениям чисел N_i). Это распределение называется распределением Ферми - Дирака.

                 

8, Итак, в полупроводниках имеются носители заряда двух типов: электроны и дырки. Поэтому полупроводники обладают не только электронной, но и дырочной проводимостью. Проводимость при этих условиях называют собственной проводимостью полупроводников. Собственная проводимость полупроводников обычно невелика, так как мало число свободных электронов, например, в германии при комнатной температуре ne=3*10¹³ см³. В то же время число атомов германия в 1 см³ порядка 10*²³. Таким образом, число свободных электронов составляет примерно одну десятимиллиардную часть от общего числа атомов.

10, Зоны Френеля, участки, на которые можно разбить поверхность световой (или звуковой) волны для вычисления результатов дифракции света (или звука)

закон прямолинейного распространения света:    В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.

11, Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Зак Стефана-Больцмана :Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

где   - степень черноты (для всех веществ  , для абсолютно черного тела  ). При помощи закона Планка для излучения, постоянную   можно определить как

где   — постоянная Планка,   — постоянная Больцмана,   — скорость света.

Закон смещения Вина даёт зависимость длины волны, на которой поток излучения энергии чёрного тела достигает своего максимума, от температуры чёрного тела.

где T — температура в кельвинах, а   — длина волны с максимальной интенсивностью в метрах. Следует отметить, что коэффициент b, называемый постоянной Вина, и имеющий значение  , в данной формуле имеет при этом размерность [м К].

Для частоты света   (в Герцах) закон смещения Вина имеет вид:

где α ≈ 2.821439... Гц/К — постоянная величина, k — постоянная Больцмана, h — постоянная Планка, T — температура (в Кельвинах).

Экспериментальные кривые зависимости испускательной способности абсолютно черного тела от длины волны и температуры.

энергетическая светимость абсолютно черного тела сильно возрастает с температурой.максимум испускательной способности с увеличением температуры сдвигается в сторону более коротких волн.

Т.о., по закону Кирхгофа функция частоты и температуры f(ω,) есть не что иное, как испускательная способность абсолютно черного тела (r ч.т.).

r/а = f(ω,Т) а ч.т.≡1 r ч.т .= f(ω,

Билет №3

1, Уравнениями плоской электромагнитной волны, распространяющейся в направлении Z , являются :

(1)

где   -циклическая частота, n -частота,   -волновое число,   -начальная фаза колебаний.

2, Оптическая разность хода - это разность оптических длин путей световых волн, имеющих общие начальную и конечную точки. В кристаллооптике разность хода обозначается R. По определению

R = n₁s₁ − n₂s₂

_{3, Принцип Гюйгенса — Френеля формулируется следующим образом:}

_{Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать, как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.}

4, Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Зак Стефана-Больцмана :Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

где   - степень черноты (для всех веществ  , для абсолютно черного тела  ). При помощи закона Планка для излучения, постоянную   можно определить как

где   — постоянная Планка,   — постоянная Больцмана,   — скорость света.

5, Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

6, Сериальная формула, определяющая длину волны λ или ча­стоту υ света, излучаемого или поглощаемого атомом водорода при переходе из одного стационарного состояния в другое,

,

 

где R' и R —постоянная Ридберга (R'=1,097*10⁷ м^-1; R=cR'=3,29*10¹⁵ с^-1); n₁ и n₂ — целые числа; n₁ — номер серии спект­ральных линий (n₁=l — серия Лаймана, n₂=2 — серия Бальмера, n₁=3 — серия Пашена и т. д.). Для данной серии n₂=n₁+l, n₁+ 2, n₁+3 и т. д.

7, 0,+ - 1

8 ВАЛЕНТНАЯ ЗОНА-энергетич. область разрешённых электронных состояний в тв. теле; при абс. нуле темп-ры целиком заполнена валентными эл-нами (см.ЗОННАЯ ТЕОРИЯ). Эл-ны В. з. дают вклад в энергию связи кристалла, его диэлектрическую проницаемость, определяют поглощение света в кристалле; в электропроводности и др. процессах переноса эл-ны заполненной В. з. при Т?0К участия не принимают. Под влиянием теплового движения (Г?0К), а также внеш. воздействий (освещение, облучение эл-нами, введение примесей и т. п.) обычно небольшая часть эл-нов переходит из В. з. в проводимости зону или на примесные уровни в запрещённой зоне. В результате в верх. части В. з. появляется нек-рое число незаполненных электронных состояний (дырок), и эл-ны В. з. получают возможность участвовать в электропроводности.

10, Показатель преломления

     Постоянная величина, входящая в закон преломления света, называется относительным показателем преломления или показателем преломления второй среды относительно первой.

     Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление:

  (1.5)

       Если угол преломления β меньше угла падения α, то согласно (1.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой.

     Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.

     Пользуясь формулой (1.5), можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления п₁ и п₂первой и второй сред.

     Действительно, так как

 

где с — скорость света в вакууме, то

   (1.6)

     Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.

     Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физического состояния среды, т. е. от температуры вещества его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от характеристик самого света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого - меньше, чем для фиолетового.

     Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение n и в каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что зависимостью от указанных факторов можно пренебречь.

     В большинстве случаев приходится рассматривать переход света через границу воздух - твердое тело или воздух - жидкость, а не через границу вакуум - среда. Однако абсолютный показатель преломления п₂ твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен приблизительно п₁»1,000292. Следовательно,

 (1.7)

11, Вы́нужденное излуче́ние, индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) из возбуждённого в стабильное состояние (меньший энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, фазу и поляризацию, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.Спонтанное излучение или спонтанное испускание — процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения квантовыми системами (атомами, молекулами) при их переходе из возбуждённого состояния в стабильное.

Билет№4

1, Длина волны - это расстояние между ближайшими точками, колеблющимися в одинаковых фазах.  2. Величины, характеризующие волну:  длина волны, скорость волны, период колебаний, частота колебаний. Единицы измерения в системе СИ: 2, Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения(суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

3,

 

 

 

 

 

 

 

Условие min:  ,   условие max: 

4, ПОГЛОЩАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ тела - отношение поглощаемого телом потока излучения к падающему на него монохроматич. потоку излучения частоты v; то же, что монохроматический поглощения коэффициент. П. с. зависит от вещества, из к-рого тело состоит, от формы тела и от его темп-ры. Если П. с. тела в нек-ром диапазоне частот и темп-р равна 1, говорят, что оно при этих условиях является абсолютно чёрным телом. П. с. наряду со спектральной испускателъной способностью входит в Кирхгофа закон излучения и характеризует отклонение поглощающих свойств данного тела от свойств абсолютно чёрного тела. П. с. - важнейшая характеристика теплового излучения. Сумма П. с., пропускания коэффициента и отражения коэффициента тела равна 1.

На единицу поверхности тела N в единицу времени в интервале частот   падает энергия   , а поглощается   . При этом с единицы поверхности тела N в единицу времени излучается энергия   в интервале частот   . Так как в полости установилось динамическое равновесие, то излученная и поглощенная энергии будут равны . есть излучательная способность абсолютно черного тела.