Список литературы

Основная

1. Пронин, В.П. – Краткий курс физики/ В.П. Пронин. – Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

2. Рогачев, Н.М. – Курс физики. Учебное пособие/ Н.М. Рогачев. – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с.

3. Основы физики и биофизики./ А.И. Журавлев [и др.] М.: Мир. 2005. – 384 с.

Дополнительная

1. Белановский, А.С. Основы биофизики в ветеринарию/А.С. Белановский. – М.: Агропром–ИЗДАТ, 1989-271с.

2. Грабовский, Р.И. – Курс физики. 6-е изд./ Р.И. Грабовский – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2002.- 608 с.

3. Медицинская и биологическая физика: Учеб. Для вузов/ А.Н. Ремизов [и др.] – 4-е изд., перераб. и дополн.. – М.: Дрофа, 2003. – 560 с.

Лекция 5 оптика. Тепловое излучение

5.1. Природа света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

В соответствии с современными представлениями свет – сложный электромагнитный процесс, обладающий как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Некоторые явления – интерференция, дифракция, поляризация хорошо объясняются на основе волновых представлений, а другие (фотоэффект, люминесценция, давление света, тепловое излучение и поглощение) – на основе квантовых.

Световые волны, электромагнитное излучение. Они имеют частоту (4-7,5)10¹⁴Гц.

Гц. НЧ Радио УВЧ ИК Свет УФ Рентген - излучение

310⁴ 310¹⁰ 310¹² 410¹⁴ – 7,510¹⁴ 310¹⁶ 310¹⁹ 

Волновой процесс – распространение колебаний в пространстве (рис.57)

Рисунок 22.

Электромагнитные волны поперечные. В общем случае уравнение волны имеет вид

х_с = А sin (t-),

где  - время распространения колебаний от 0 до точки С ( = х/с, =сТ = с/v,  = 2v = =2/Т, с =/Т).

Для компонентов электрического и магнитного поля можно записать

Е = Е_м Sin (t - 2x /);

Н = Н_мSin (t - 2x /).

Фронтом волны называется поверхность, до которой одновременно доходят волны от источника.

В основе волновых явлений оптики лежит принцип Гюйгенса-Френенля: каждая точка фронта волны является источником вторичных когерентных волн.

Когерентными называются волны одинаковой длины, имеющие постоянную во времени разность фаз.

Скорость распространения света в любой среде меньше скорости света в вакууме.

Среда называется оптически однородной, если в ней скорость распространения света постоянна.

5.2. Интерференция

Интерференция – наложение когерентных волн, при котором свет от источников в области наложения либо усиливается, либо ослабляется. Это зависит от разности хода интерферирующих лучей. Вопросы интерференции рассмотрены в 5 главе первой части и получены условия возникновения интерференционных максимумов и минимумов в зависимости от разности хода ∆ℓ излучений от когерентных источников.

При - усиление, а при- ослабление.

Рисунок 23.

Наложение света от двух источников S₁ и S₂ происходит в плоскости на расстоянии L от источников (рис.23), расположенных на расстоянии d друг от друга (d<<L). Определим расстояние z от точки О, одинаково удаленной от S₁ и S₂, до точек Р, где будут максимумы или минимумы. Из рассмотрения треугольников S₁PA и S₂PВ имеем

; .

Расстояние между соседними максимумами будет

.

По измерениям ∆z, известных L и d можно определить длину световой волны

.

То есть, интерференционная картина – это чередующиеся световые и темные полосы и чем больше расстояние d, тем меньше расстояния между максимумами и минимумами, поэтому для повышения их различимости нужно выбирать d  L. Высокая чувствительность положения интерференционных максимумом к разности хода лучей применяется в интерферометрах – приборах для точного измерения малых длин и углов, для контроля качества полированных поверхностей.