Элементы волновой оптики
361. Волновая оптика - раздел оптики, изучающий оптические явления, в которых проявляется волновая природа света.
362. Интерференция- это сложение когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.
363. Волны называются когерентными, если они имеют одинаковую частоту и амплитуду, а разность фаз между ними в любой точке пространства не изменяется с течением времени.
364. Условие интерференционного максимума: разность хода волн равна чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн.
где k - числа 1,2,3,…, - длина волны, - разность хода волн, т.е. разность расстояний от источников когерентных волн до точки наблюдения.
365. Условие интерференционных минимумов: разность хода волн равна нечётному числу длин полуволн.
366. Принцип Гюйгенса - каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.
367. Дифракция волн - это явление огибания волнами препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной волны.
368. Дифракционная решётка - это оптический прибор, представляющий собой прозрачную пластинку, на которую нанесены прозрачные и непрозрачные параллельные линии. Суммарная ширина двух соседних, прозрачных и непрозрачных линий называется постоянной (периодом) дифракционной решётки d.
369. Условие главных максимумов для дифракционной решётки:
где d - постоянная (период) дифракционной решётки, - угол дифракции, - длина волны, k - номер дифракционного максимума.
370. Дисперсия света - это физическое явление, сущность которого заключается в зависимости показателя преломления вещества (или скорости распространения света) от частоты световых волн.
Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму.
371. Угол отклонения лучей призмой
где А - преломляющий угол призмы, n - показатель ее преломления.
372. Естественный свет - электромагнитная волна, в которой направления векторов E и B могут лежать во всевозможных плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны.
373. Световые волны называются поляризованными, если вектор напряжённости электрического поля Е колеблется в одной плоскости. То же самое можно сказать и о векторе индукции магнитного поля В.
Квантовая оптика
374. Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного поля. Имеет нулевую массу покоя, движется со скоростью света.
375. Энергия кванта света
где h - постоянная Планка, - частота света, - длина волны, с - скорость света в вакууме.
376. Импульс фотона:
377. Внешний фотоэффект - это явление вырывания электронов с поверхности металлов под действием света.
378. Законы Столетова:
1) При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна световому потоку).
2) Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.
3) Для каждого вещества существует "красная граница" фотоэффекта, т.е. минимальная частота света ниже которой фотоэффект невозможен.
379. Закон Эйнштейна для фотоэффекта: При фотоэффекте энергия поглощённого фотона идёт на совершение работы выхода электрона А и на сообщение ему кинетической энергии
380. Работа выхода - это энергия, которую надо сообщить электрону для его выхода за пределы металла.
381. Красной границей фотоэффекта называют максимальную длину волны или минимальную частоту фотона, при которой ещё наблюдается фотоэффект.
или
382. Если фотоэлектрон после вылетания с поверхности металла попадает в тормозящее электрическое поле, то он остановится, если работа этого поля будет равна его кинетической энергии, т.е.
тогда закон Эйнштейна для фотоэффекта примет вид:
