Дисперсия света Лекция6

Зависимость базовой скорости света в среде от его частоты. V=f(ню),V=c/n

Cуществование дисперсии свет с вреде обусловлено зависимостью абсолютного показателя преломления от частоты.N=f(ню). Данная зависимость обнаруживается через похождение белого света через прозрачную призму. Наблюдается радужная полоска, которая называется призматическим дисперсией спектров.h=f(ню) –зависимость нелинейная и немонотонная. Области гдеdn/dню>0 (^ню->^n) соответствует нормальной дисперсии света. Она наблюдается у веществ, прозрачных для света. Если дисперсия аномальна, тоdn/dню<0. Наблюдается в области частот, которой соответ. Области интенсивного поглощения света. В случае обычного стекла- инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра. В зависимости от характера дисперсии групповая скорость в веществе может быть как больше так и меньше фазовой скорости.Uсвязана сwволны и ее волновым числомk:U=dw/dk,w=2Piню,k=2pi/a,U=c/(n+нюdn/dню)

В случае нормальной дисперсии U<c,U<V. В случае аномальной- наоборот. Но это не противоречит утверждению, что скорость передачи любого сигнала не может превосходить скорость света. Понятие групповой скорости, правильно опис. Распределение сигнала, форма которого не изменяется при распространении в среде. Однако для света это условие выполняется приближенно но тем точнее чем уже спектр частот и чем меньше дисперсия света в среде. По электрической теории дисперсии света следует, что поскольку μ=1, тоn=корень(ξ). Дисперсию света можно рассматривать как следствие зависимостиξот частоты переменного Эл.м. поля световой волны и это поле вызывает электронную поляризацию среды.

Внешний валентный электрон входящий в состав атома может совершать вынужденные колебания при воздействии Эл.м. поля. При совпадении w=w0 нельзя пренебрегать процессом затухания колебаний и этим объясняется существование дисперсии света в областях частот, совпадающих с частотами собственных колебаний оптических электронов.

Квантовая физика Квантовая природа излучения. Тепловое излучение

Эл.м. излучение, испускаемое веществом и возник. За счет его внутренней энергии называется тепловым . Оно зависит только отtи оптических свойств изучаемого тела. Если расход энергии тела на тепловое излучение не восполняется за счет подвода к телу теплоты, тоtтела постепенно уменьшается а тепловое излучение так же уменьшается.

Самопроизвольный процесс передачи энергии в форме теплоты от более нагретого ела к менее нагретому, кот. Осуществляется путем теплового излучения и поглощения Эл.м. волн этими телами называется теплообменом излучения. Тепловое излучение является равновесным. Спектральной характеристикой равновесного теплового излучения служит спектральная плотность объемной плотности энергии этого излучения.

ρ(ν,T)=dw/dν.Dw-объемная плотность равновесного излучения с частотами от ν до ν+dν, которая заключена в 1 объема плотности излучения. Энергияdwравновесного излучения в вакууме с от ν до ν+dνкоторая падает за 1 времени на 1 площади поверхностиdw=c/4ρ(ν,T)dν. Энергетической светимостью или интегр. Испускательной способностью называется величина равная энергии волн всех возможных частот, которые измеряются за 1 времени с 1 поверхности (Rэ). Испускательной способностью называется физическая величина, численно равная отношению энергииdwкоторая излучается за 1tс 1 площади поверхности тела Эл.м. волнами в узком диапазоне частот ширины этого интервала.

Rν=dw/dν, ra=dw/da, ra=c/(a*a)*rν. Значениеrνзависит отν,температуры, химического состава тела и сост. Его поверхности.Rэ=§(0 беск)rνdν. Поглощательная способность тела- безразмерная физическая величина , показывающая какая доля Эл.м. излучения в диапазоне от ν до ν+dνпадающая на поверхность тела, поглощается.Aν=dwпогл/dwисп<=1. Абсолютно черным телом называется тело, полностью поглощающее все падающие на него излучение, независимо от направления падающего излучения, его спектрального состава, поляризации, ничего не отражая и не пропуская. Между поглощательной и испускательной способностями существует связь:Rν/Aν=R*ν=c/4ρ(ν,T). Закон Кирхгофа для теплового излучения. Не зависит от природы тела и = испускательной способности абсолютного черного тела. ЗависимостьR*ν=c/4ρ(ν,T) получила название функции Кирхгофа. Из закона следует что Эл. СветимостьRэ==§(0 беск) Aνrνdν.