Файл: Osnovnye_ponyatia_geometricheskoy_optiki.docx

Если при распространении волны вектор поворачивается и при этом конец вектора описывает окружность, то такой свет называется поляризованным по кругу, а поляризацию - круговой или циркулярной (правой или левой). Существует также эллиптическая поляризация.

Существуют оптические устройства (пленки, пластины и т.д.) - поляризаторы, которые из естественного света выделяют линейно поляризованный свет или частично поляризованный свет.

Поляризаторы, использующиеся для анализа поляризации света называются анализаторами.

Плоскостью поляризатора (или анализатора) называется плоскость поляризации света, пропускаемого поляризатором (или анализатором).

Пусть на поляризатор (или анализатор) падает линейно поляризованный свет с амплитудой Е₀. Амплитуда прошедшего света будет равна Е=Е₀сosj, а интенсивность I=I₀сos^2j.

Эта формула выражает закон Малюса:

Интенсивность линейно поляризованного света, прошедшего анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла j между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью анализатора.

21. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

Дисперсия – зависимость показателя преломления и, следовательно, скорости распространения электромагнитных волн от длины волны. Влияние дисперсии проявляется лишь в распространении немонохроматических волн. Дисперсия является следствием зависимости поляризуемости атомов и молекул от частоты падающего излучения.

где фазовая скорость равна

, а групповая -

1) Если = 0,то и в среде нет дисперсии.

2) Если > 0 то, при этом и

Это нормальная дисперсия.

3) Если< 0, то и- это аномальная дисперсия.

Все среды, за исключением абсолютного вакуума, обладают дисперсией. Даже в межзвездном пространстве

обнаружена дисперсия.

Теория Максвелла не содержит атомных констант и не дает объяснения дисперсии, т.е. она не дает

зависимости ε = ε(λ). Дисперсия света возникает в результате вынужденных колебаний электронов и ионов

под воздействием переменного поля электромагнитной волны. Поэтому для объяснения дисперсии

необходимо в модель ввести представления о структуре атомов или молекул.

Диспе́рсия све́та— это явление зависимости показателя преломления вещества от длины волны. Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.Разложение света в спектр вследствие дисперсии при прохождении через призму (опыт Ньютона).

Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является неодинаковая скорость распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе — оптической среде. Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней: - у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления; - у фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

Однако в некоторых веществах (например в парах йода) наблюдается эффект аномальной дисперсии, при котором синие лучи преломляются меньше, чем красные, а другие лучи поглощаются веществом и от наблюдения ускользают. Говоря строже, аномальная дисперсия широко распространена, например, она наблюдается практически у всех газов на частотах вблизи линий поглощения, однако у паров йода она достаточно удобна для наблюдения в оптическом диапазоне, где они очень сильно поглощают свет.

22. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта.

ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА - уменьшение интенсивности оптич. излучения при прохождении через к--л. среду за счёт взаимодействия с ней, в результате к-рого световая энергия переходит в др. виды энергии или в оптич. излучение др. спектрального состава. Осн. законом П. с., связывающим интенсивность I пучка света, прошедшего слой поглощающей среды толщиной l с интенсивностью падающего пучкаI₀, является закон Бугера Не зависящий от интенсивности света коэф. наз. показателем поглощения, причёмкак правило, различен для разных длин волн

БУГЕРА - ЛАМБЕРТА - БЕРА ЗАКОН - определяет ослабление пучка монохроматич. света при его распространении через поглощающую среду, в частном случае - через раствор поглощающего вещества в непоглощающем растворителе. Пучок монохроматич. света интенсивностью I₀, пройдя через слой поглощающего вещества толщиной l, выходит ослабленным до интенсивности I, определяемой выражением

где -показатель поглощения - коэф., характеризующий свойства вещества; зависит от длины волны поглощаемого света, и эта зависимость наз. спектром поглощения вещества. Б--Л--Б. з. экспериментально установлен в 1729 П. Бугером (P. Bouguer), в 1760 теоретически выведен И. Г. Ламбертом (J. H. Lambert) при очень простых предположениях: при прохождении любого слоя вещества относит. изменение интенсивности монохроматич. света dI/I зависит только от показателя поглощения и толщины слоя l, т. е. . Решением этого ур-ния и является Б--Л.- Б. з. Физ. смысл его состоит в утверждении независимости процесса потери фотонов от их плотности в световом пучке, т. е. от интенсивности света, проходящего через вещество. Это утверждение равносильно утверждению независимости числа поглощающих свет центров (атомов, молекул) от интенсивности света. Однако при очень больших интенсивностях света, когда ср. время между актами поглощения, приводящими к возбуждению атома или молекулы, сравнимо с временем жизни атома (молекулы) в возбуждённом состоянии, справедливость последнего утверждения нарушается и Б--Л--Б. з. перестаёт быть справедливым.Применительно к поглощению света растворами поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения в Б--Л--Б. з. может быть записан в виде , где С - концентрация растворённого вещества, а - коэф., не зависящий от С и характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом с длиной волны . Утверждение, что не зависит от С, наз. законом А. Бера (А. Вееr, 1852), и его смысл состоит в том, что поглощающая способность молекулы не зависит от влияния окружающих молекул. Закон этот надо рассматривать скорее как правило, т. к. наблюдаются многочисл. отступления от него, особенно при значит. увеличении концентрации поглощающих молекул. В тех случаях, когда можно считать не зависящим от С, Б--Л.- Б. з. оказывается полезным для определения концентрации поглощающего вещества путём измерения поглощения. Этим приёмом пользуются для быстрого измерения концентраций веществ, хим. анализ к-рых оказывается сложным.