Многолучевая интерференция света. Практическое применение явления интерференции. Интерферометры. Интерферометр Майкельсона

Формула Релея-Джинса. Попытка теоретического вывода зависимости  универсальной функции Кирхгофа. В данном случае был применен закон  равномерного распределения энергии  по степеням свободы. Формула Релея-Джинса для спектральной плотности энергетической светимости имеет ви

 , где  – средняя энергия

осциллятора с  собственной частотой ν.

Для осциллятора, совершающего колебания, средние значения кинетической и потенциальн энергий одинаковы, поэтому средняя степень каждой колебательной степени свободы

 согласуется с

экспериментальными  данными только в област достаточно малых частот и больших температу В области больших частот она резко с ними расходится. Если попытаться получить закон Стефана-Больцмана, то получается абсурд, т.к. вычисленная с использованием ф-лы Р.-Д. энергетическая светимость черного тела

 в то время как по з. Стеф.-Больц. Re пропорциональна четвертой степени температуры. 
 
 
 
 
 

Билет №28

2) Элементарная Боровская теория водородного атома.  

3) Закон радиоактивного  распада. Активность, период полураспада.  Среднее время  жизни.    

 Выражение,  констатирующее, что число радиоактивных ядер данного изотопа убывает со временем по экспоненциальному закону, носит название закона  радиоактивного распада. N=N0e-λt

где N0 - число  нераспавшихся ядер в начальный момент времени, N - число нераспавшихся ядер в момент времени t

Для числа уже  распавшихся ядер N' этот закон будет  иметь вид N'=N0-N=N0 (1-е-λt) Время, за которое  распадается половина первоначального  числа ядер называется периодом полураспада  Т1/2 . Величина Т1/2 определяется условием 1/2N0=N0e^λT1/2 откуда средняя продолжительность жизни всех первоначально существовавших No ядер выразится следующим образом: Учитывая это, закон радиоактивного распада можно записать в виде:  Для характеристики скорости радиоактивного распада ядер вводится понятие активности радиоактивного препарата, равное числу распадов в единицу времени: Воспользовавшись N=N0e^-λt  и дифференцируя ,получим  Полагая  t=0 для активности в начальный момент времени получим A0=λN0 следовательно изменение активности со временем имеет вид A=A0e^-λt 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Билет 29

2) Оптическая активность. Вращение плоскости  поляризации. Эффект  Фарадея.    

 Оптическая  активность – способность некоторых  веществ вызывать вращение плоскости  поляризации проходящего через  них света. Оптическая активность  бывает двух видов: естественная  и искусственная. 

Естественной  оптической активностью обладают некоторые  кристаллические тела, жидкости и  растворы оптически активных веществ  без внешних воздействий. Искусственная  оптическая активность наблюдается  в веществах, ранее оптически  неактивных, при наложении внешних  воздействий.Основной закон оптической активности – закон Био, связывает угол поворота плоскости поляризации ф с длиной активной среды l.

ф=a*l где a - постоянная вращения, измеряемая в град*мм^-1.Поворот может быть либо положительный либо отрицательный. Эффект Фарадея заключается в том, что в магнитном поле первоначально неактивное  вещество становится оптически активным. При распространении света в веществе  вдоль вектора напряженности магнитного поля плоскость поляризации световой  волны вращается.Угол поворота плоскости поляризации равен ф=VHl, где V-постоянная Верде, l-длинна активной среды,H-Напряженность магнитного поля на оси соленоида.

3) Квантовые свойства  света. Тормозное  рентгеновское излучение.  Коротковолновая  граница сплошного  рентгеновского спектра.   

 В рамках  квантовой теории свет представляет  собой поток дискретных частиц,названных фотонами.Среди разнообразных явлений, в которых проявляются квантовые свойства света,

одно из самых  важных мест занимает фотоэлектрический  эффект. Различают два вида фотоэлектрического эффекта ? внешний и внутренний. Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом при облучении его электромагнитным излучением. При внутреннем фотоэффекте оптически возбужденные электроны остаются внутри освещаемого 

вещества, не нарушая  его электрическую нейтральность.

Согласно Эйнштейну, свет частотой v не только испускается отдельными квантами, но также в виде  квантов (фотонов) распространяется в пространстве и поглощается веществом.

Фотоэффект же возникает в результате неупругого столкновения фотона с электроном в  материале катода. При таком столкновении фотон поглощается, а его энергия  передается

электрону.К рентгеновскому относится электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между γ- и УФ-излучением в диапазоне длин волн λ от 10-12 до 10-7 м.

Рентгеновские спектры, возникающие при бомбардировке  антикатода рентгеновской трубки электронами, бывают двух видов: сплошные и линейчатые.  Сплошные спектры возникают при торможении электронов в веществе антикатода и являются обычным тормозным излучением электронов. Их вид не зависит от материала антикатода. Линейчатые спектры появляются с повышением напряжения на трубке. Они состоят из отдельных линий и зависят от материала антикатода. Каждый элемент из которого сделан антикатод обладает своим, характерным для него линейчатым спектром. Поэтому такие спектры названы характеристическими. С увеличением напряжения на трубке коротковолновая граница сплошного спектра смещается, а линии характеристического спектра не меняют своего положения, становясь более интенсивными. 
 
 
 
 
 

Билет №30

2) Дифракция Фраунгофера  на одной щели. Распределение интенсивности  света при дифракции  на щели. Влияние  ширины щели на  дифракционную картину.    

 Дифракция  Фраунтгофера это дифракция в параллельных лучах.В случае дифракции в параллельных лучах амплитуда вторичных волн одинакова для любого элемента, не зависит от расстояния до точки наблюдения, и коэффициент пропорциональности С(ϕ) = 1. Это означает что результирующую амплитуду световых колебаний в точке наблюдения для случая дифракции Фраунгофера можно записать в виде:

Интенсивность:

График распределения  интенсивности Iϕ в зависимости от sinϕ имеет вид:  

Дифракционная картина четче когда 

размеры щели сопоставимы с длинной волны.      
 
 
 

3) Квантовые свойства  света. Эффект  Комптона и его  теория. Законы сохранения  импульса и энергии  в эффекте Комптона.    

 В рамках  квантовой теории свет представляет  собой поток дискретных частиц,названных фотонами. Среди разнообразных явлений, в которых проявляются квантовые свойства света, одно из самых важных мест занимает фотоэлектрический эффект. Различают два вида фотоэлектрического эффекта ? внешний и внутренний. Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом при облучении его электромагнитным излучением. При внутреннем фотоэффекте оптически возбужденные электроны остаются внутри освещаемого  вещества, не нарушая его электрическую нейтральность.Согласно Эйнштейну, свет частотой v не только испускается отдельными квантами, но также в виде  квантов (фотонов) распространяется в пространстве и поглощается веществом. Фотоэффект же возникает в результате неупругого столкновения фотона с электроном в материале катода. При таком столкновении фотон поглощается, а его энергия передается электрону. Эффект Комптона состоит в увеличении длины волны коротковолнового (рентгеновского и гамма-) излучения, происходящем при его рассеянии легкими атомами (вернее, электронами, входящими в состав легких атомов). Теория эффекта Комптнона. Эффект Комптона можно объяснить, рассматривая его как процесс  упругого столкновения рентгеновских фотонов с веществом. При этом необходимо использовать  тот факт, что в опытах Комптона все легкие атомы ведут себя одинаково. Это позволяет сделать  предположение, что процесс рассеяния сводится к упругому столкновению фотона с электронами  атома. Поскольку в легких атомах связь электрона с ядром слаба, то в первом приближении  можно рассматривать рассеяние фотонов на практически свободных электронах. При  взаимодействии фотона и электрона должны выполняться законы сохранения импульса и энергии