Поглощение света

При прохождении электромагнитной волны через вещество часть ее энергии переходит во внутреннюю энергию вещества: свет поглощается в веществе.

Обозначим - интенсивность света, падающего на вещество;- интенсивность света, прошедшего в веществе расстояние;- изменение интенсивности света на пути. Тогда

(1)

Здесь - коэффициент поглощения.

Разделим переменные в уравнении (1) и проинтегрируем его, получим:

,

. (2)

Выражение (2) называется законом Бугера – Ламберта – Бера.

Коэффициент поглощения зависит от химической природы и состояния поглощающегося вещества, а также и от длины волны света.

Зависимость коэффициента поглощения от длины волны характеризует спектр поглощения света.

У одноатомных газов наблюдаются резкие максимумы резонансного поглощения света. Спектр поглощения – линейчатый. Дискретные частоты интенсивного поглощения совпадают с собственными частотами излучения возбужденных атомов этих элементов.

У газов с многоатомными молекулами наблюдаются системы тесно расположенных линий, отображающих полосы поглощения – спектр полосатый. Жидкие и твердые диэлектрики имеют сплошные спектры поглощения.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет

Свет, в котором колебания светового вектора упорядочены каким-либо образом, называется поляризованным.

Если колебания светового вектора происходят только в одной плоскости, свет называется плоско-поляризованным или линейно-поляризованным (рис.).

Если в световой волне световой вектор изменяется со временем так, что его конец описывает эллипс, то свет называется эллиптически-поляризованным.

Свет, испускаемый естественными (нелазерными) источниками, представляет собой набор множества цугов волн. Направление колебаний светового вектора для каждого цуга случайно, поэтому естественный свет не является поляризованным.

Поляризацией света называется выделение линейно поляризованного света из естественного. Для этого используется приборы, называемые поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания светового вектора, параллельные плоскости, которую называют «плоскостью поляризатора». Колебания светового вектора, перпендикулярные к плоскости поляризатора, полностью задерживаются

Пусть направление колебаний светового вектора составляет уголс плоскостью поляризатора. Обозначимамплитуду колебаний светового вектора. Это колебание можно разложить на два колебания с амплитудамии(рис.). Первое колебание пройдет через поляризатор, второе будет задержано.

Интенсивность прошедшей волны: , или:

. ()

Здесь - интенсивность света, прошедшего через поляризатор,- интенсивность падающего света. Формула () называетсязаконом Малюса.

Пусть на поляризатор падает естественный свет. Тогда все углы равновероятны и среднее значение квадрата косинуса. Тогда, следовательно, через поляризатор пройдетот падающего светового потока.

При вращении поляризатора вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет изменяться от от 0доI₀, если свет линейно-поляризован, и отдо, если свет поляризован частично. В случае естественного света интенсивность прошедшего света не изменяется и равна.

Степенью поляризации света называется величина, определяемая выражением:

. ()