Оптика. Основные формулы.

Скорость света в среде:

 где с скорость света в вакууме;  показатель преломления среды.

Оптическая длина пути световой волны:

где  геометрическая длина пути световой волны в среде с показателем преломления .

Оптическая разность хода двух световых волн:

Зависимость разности фаз от оптической разности хода световых волн:

где –длина световой волны.

Условие максимального усиления света при интерференции:

Условие максимального ослабления света:

,

Оптическая разность хода световых волн, возникающих при отражении монохроматического света от тонкой пленки:

или

,

где  толщина пленки ;  показатель преломления пленки;  угол падения ;  угол преломления света в пленке.

Радиус светлых колец Ньютона в отраженном свете:

,

где  номер кольца;  радиус кривизны линзы.

Радиус темных колец Ньютона в отраженном свете:

Условие максимума при дифракции на щели:

где  ширина щели;  порядковый номер максимума.

Условие максимума при дифракции на дифракционной решетке:

где  период дифракционной решетки.

Разрешающая способность дифракционной решетки:

где  наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий и , при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решетки;  полное число щелей решетки.

Формула ВульфаБрэгга:

,

где  угол скольжения / угол между направлением параллельного пучка рентгеновского излучения, падающего на кристалл и атомной плоскостью в кристалле; /  расстояние между атомными плоскостями кристалла.

Закон Брюстера :

где  угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован;  относительный показатель преломления второй среда относительно первой.

Закон Малюса:

где  интенсивность плоско поляризованного света, падающего на анализатор;  интенсивность света после анализатора;  угол между плоскостью колебаний светового вектора, падающего на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора.

Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождения через оптически активное вещество:

(в твердых телах),

где  постоянная вращения ;  длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

(в растворах),

где  удельное вращение; C  концентрация оптически активного вещества в растворе.

Релятивистская масса:

где  масса покоя частицы;  ее скорость ; c  скорость света в вакууме.

Взаимосвязь массы и энергии релятивистской частицы:

Полная энергия свободной частицы:

где – кинетическая энергия релятивистской частицы;  энергия покоя частицы.

Импульс релятивистской частицы:

Связь между полной энергией и импульсом релятивистской частицы:

Закон Стефана – Больцмана:

,

где  энергетическая светимость (излучательная способность) абсолютно черного тела;  постоянная СтефанаБольцмана ; Т  термодинамическая температура тела.

Закон смещения Вина:

где  длина волны, на которую приходится максимум спектральной излучательной способности;

b  постоянная Вина.

Энергия фотона:

, или

где  постоянная Планка ;  постоянная Планка, деленная на ;  частота колебаний;  циклическая частота.

Релятивистская масса фотона:

где с  скорость света в вакууме;  длина волны фотона.

Импульс фотона:

Формула Эйнштейна для фотоэффекта:

где  энергия фотона, падающего на поверхность металла;  работа выхода электрона; T максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Красная граница внешнего фотоэффекта:

или

где  минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект;  максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект;  постоянная Планка;  скорость света в вакууме.

Формула Комптона:

или

где  изменение длины волны фотона, рассеянного на электроне;  масса покоя электрона;  угол рассеивания фотона.

Давление света на поверхность:

где Е – освещенность поверхности; с – скорость света: – объемная плотность энергии излучения; – коэффициент отражения.