Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Френел zonalary




Izotropty bіrtektі ortada S nүktelіk zharyқ kөzіnen taralatyn sferalyқ tolқynnyң P nүktesіne kelіp tүsken zharyқ terbelіsterіnің amplitudasyn anyқtayyқ (6.2 Suret). Mұndaғy S tolқyn betterі P tүzuіmen salystyrғanda simmetriyaly. Tolқyn betіn saқinalyқ audandar - Френел zonalaryna bөleyіk, ол ushin tsentrі БЛП Oste zhatқan sheңberler zhүrgіzeyіk. Sheңberlerden P nүktesіne deyіngі қashyқtyқtardy БЛП-bіrіnen zharty tolқyn ұzyndyғyna л / 2-н artyқ bolatynday etіp salayyқ.

6.2 Suret. Френел zonalary.

Surette kөrsetіlgendey, м-shі zonanyң syrtқy shetіnen P nүktesіne deyіngі қashyқtyқ б м mynaday:

б М = б + мл / 2 (6.3)

mұndaғy б - tolқyn betіnің За tөbesіnen P nүktesіne deyіngі қashyқtyқ. Ekі kөrshі zonadan P nүktesіne kelіp zhetetіn terbelіster қarama-қarsy fazada Bolado. Sondyқtan да әr zonadan kelіp tүsken tolқyndardyң kөrshі zonadan tүsken tolқyndarmen фаза ayyrymy р- н teң Bolado.

Френел zonalarynyң audanyn esepteyіk. м-shі zonanyң syrtқy shekarasy tolқyn betіnde biіktіgі ч м sferalyқ құraydy сегмент (6.3-Suret).

6.3-Suret. Freneldің м -shі zonasy.

Bұl segmenttің audanyn S м belgіleyіk Dep. Onda м-shі kөrshіles ekі zonanyң audandanynyң ayyrymy mynaday:

ΔS м = S м - S m - 1,

mұndaғy S m-1 - (m-1) -shі зона ayқyndaytyn sferalyқ segmentіnің Auda. 6.3 suretten Питагор teoremasyna sәykes:

,

(A - tolқyn betіnің радиуси, R м - м-shі zonanyң syrtқy shekarasynyң радиуси). Teңdeudі tүrlendіrsek:

(6.4)

bұdan , (6.5)

Tүrlendіru kezіnde, м -nің bastapқy mәnderі ushin л -nyң Ал сама ekenіn eskerіp, л 2 бара қosyndyny eskermeymіz. Onda (6.5) өrnek

(6.6)

Bolado. Sferalyқ сегмент Auda S = 2pRh -қa teң (R - радиус на сферата, з - biіktіgі сегмент). Olay Bolsa (6.3 suretten R = а)

(6 7)

mұndaғy S м - м-shі zonanyң Auda. Френел zonalarynyң өsіmshesі (kөrshі zonalardyң өzgerіsі):

, (6, 8)

Bұl ΔS м м -ge tәueldі Emesa. Bұl onsha үlken Emesa м ushin Френел aumaқtarynyң audandary shamamen bіrdey ekenіn kөrsetedі.



(6.4) өrnegіnen zonadan radiusyn tapsaқ, Фондация ekenіn kөremіz. (6.6) з м -teңdeuge ushin mәnіn қoyyp, м-shі Френел zonasynyң syrtқy shekarasy radiusynyң өrnegіn tabamyz:

, (6.9)

Zharyқ kөzі өte alysta ornalassa, yaғni и ¥ ®, фондация (6.9) eteңdeuіnen kelesі өrnek shyғady:

, (6.10)

Bұl өrnek (6.10) zhazyқ tolқyn ushin Freneldің м-shі zonasynyңa радиуси. A = B = 1 m zhane L = 0.5 m DEP alatyn bolsaқ, bіrіnshі zonanyң радиуси R 1 = 0.5 mm ekenіn kөremіz. Sondyқtan, bіrіnshі zonadan basқa barlyқ zonalardan tүsken tolқyndardyң interferentsiyasynyң nәtizhesі nolge deyіn әkeledі zhane S - десет P nүktesіne zharyқ aғyny S P zhіңіshke катран канал іshіmen tүzu syzyқty zhүretіndey Bolado. Sondyқtan, Хюйгенс-Freneldің tolқyndyқ printsipі bіrkelkі ortada zharyқtyң tүzu syzyқty taraluyn tүsіndіrdі. Kelesі zonalardyң радиуси -dey өsedі. Sonymen, Френел zonalarynyң audandary shamamen bіrdey Bolado.

Қorytқy amplitudany esepteuge arnalғan Френел zonalary tәsіlі tөmendegіdey қorytyndylarғa әkeledі:

1) Tolқyn shebіnің (frontynyң) tolyқ ashyқ zhaғdayynda қorytқy tolқynnyң intensivtіlіgі оса nүktede тек қana bіrіnshі Френел zonasy tuғyzғan intensivtіktің 1/4 bөlіgіne teң Bolado.

2) ekrandaғy dөңgelek tesіktің Auda тек қana bіrіnshі Френел zonasy siyatynday etіp alynsa, baқylau nүktesіnde intensivtіk tolyқ ashyқ пред intensivtіgіnen salystyrғanda tөrt ESE kөp Bolado.

3) Егер barlyқ zhұp (не barlyқ taқ) Френел zonalaryn zhapsa, Фондация қorytқy амплитуда E 0 = E 1 + E 3 + E 5 + ... (не E 0 = E 2 + E 4 + E 6 + ...) Bolado, yaғni intensivtіk Artada.

4) Егер barlyқ zhұp (не barlyқ taқ) alaңshalardyң fazalaryn қarama-қarsy fazaғa өzgertsek, Фондация на E 0 = E 2 + E 4 + E 6 + ... Bolado, yaғni өte үlken intensivtіk Artawi Bolado.

6.3 Қarapayym bөgetterden alynғan Френел difraktsiyasy

Dөңgelek tesіkten alynatyn дифракция. Sferalyқ tolқynnyң Gmina Zolynia радиуси R 0 екран dөңgelek tesіk oyyp alynғan Moldir Emesa қoyayyқ.

6,4-Suret. Dөңgelek saңylaudaғy zharyқ difraktsiyasy.

6.4 и -surette и - S zharyқ kөzіnen bөgetke deyіngі қashyқtyқ, б - bөgetten P nүktesіne deyіngі қashyқtyқ, mұnda R 0 << а, б. Егер разнообразна б қashyқtyқtary майна қatynasty қanaғattandyrsa

(6.9)

mұndaғy м - bүtіn сан Фондация tesіk P nүktesі ushin ornatylғan м -ғa teң alғashқy Френел zonalaryn ashyқ қaldyrady. Sondyқtan, ashyқ Френел zonalarynyң Сана майна өrnekpen anyқtalady:

, (6.10)

P nүktesіndegі barlyқ zonalardan қozғan қorytқy terbelіsterdің amplitudasy

(6.11)

Bolado, mұndaғy плюс taңbasy taқ м-ғa zhane минус taңbasy zhұp м-ғa sәykes keledі. Kіshі м-дер ushin амплитуда на E m E mәnі 1 дневен Ал ғana өzgeshe Bolado. Taқ м-Дърдън P nүktesіndegі амплитуда E 0 = E 1, ал zhұp м-Дърдън E 0 = 0 Bolado. Bөgettі Alyp tastaғanda P nүktesіndegі амплитуда E 0 = E 1/2 Bolado. Sonymen, AZ ғana taқ Санда zonalardy ashatyn bөget amplitudany ekі esege zhuyқ, ал intensivtіktі - tөrt esege zhuyқ arttyrady. Sondyқtan, dөңgelek tesіkten alynatyn difraktsiyalyқ Бейене tsentrі P nүktesіnde bolatyn kezektesken Кара zhane zharyқ saқina tүrіnde Bolado (Егер м zhұp Bolsa, tsentrde Кара nүkte, ал taқ Bolsa м ак nүkte Bolado) intensivtіk върхове Бейене tsentrіnen қashyқtyқ boyynsha azayady (6.4 б, по- suretterdі қaraңyz).

Dөңgelek diskіden alynatyn дифракция. Zharyқ kөzі S Pen baқylau nүktesі P arasyna радиуси R 0 (6,5-Suret) Moldir Emesa dөңgelek қoyayyқ диск. Егер кола м alғashқy Френел zonasyn zhapsa P nүktesіndegі амплитуда

Bolado. Zhaқsha іshіndegі өrnekterdі nөlge teң депа aluғa Bolado, Olay Bolsa,

E 0 = E м + 1/2. (6.12)

(6.12) өrnegі boyynsha, dөңgelek Moldir Emesa diskіden alynatyn difraktsiyada ekrannyң tsentrіndegі (P nүktesіndegі) intensivtіk nөlden өzgeshe Bolado.

6.5 Suret. Dөңgelek diskіdegі zharyқ difraktsiyasy.

Sonymen, difraktsiyalyқ Бейене kezektesken zharyқ zhane қaraңғy kontsentrlіk saқinalar tүrіnde Bolado. Beynenің tsentrіnde bіrіnshі ashyқ Френел zonasynyң zhartysyna sәykes keletіn максимална Bolado (AK daқ - Поасон daғy). Maksimumder intensivtіgі Бейене tsentrіnen қashyқtyқ boyynsha azayady (6.5 -suret б). Diskіnің радиуси өsken Saiyn bіrіnshі ashyқ Френел zonasy P nүktesіnen alystaydy zhane площ оса betіne нормално P променена nүktesіne baғyt arasyndaғy bұrysh ұlғayady. Nәtizhesіnde ortalyқ maksimumnyң intensivtіgі шофиране mөlsherі үlkeygen Saiyn azayady. Үlken mөlsherlі diskіde onyң arғy zhaғynda kөleңke Bolado, onyң shekarasy maңynda өte Nashar difraktsiyalyқ Бейене oryn ALADI. Bұl zhaғdayda zharyқ difraktsiyasyn elemey, zharyқty tүzu syzyқty taralady депа esepteuge Bolado.

6.4 БЛП saңylaudan alynatyn Fraunhofer difraktsiyasy

Zhazyқ monochromats zharyқ tolқynynyң enі в saңylaudaғy difraktsiyasyn қarastyrayyқ. Ұzyndyғy л zharyқ tolқyny saңylau zhazyқtyғyna нормално baғytta tүssіn (6,6-Suret). Паралелно zharyқ shoғy Moldir Emesa E 1 ekrandaғy saңylaudan өtіp, sәulelerdің bastapқy tүsu baғytynyң oң zhane солна zhaғyna әrtүrlі bұryshtarmen difraktsiyaғa tүsedі. А difraktsiyaғa обектив tүsken паралелно zharyқ shoқtaryn, onyң съсредоточи zhazyқtyғynda ornalasқan E 2 ekranda zhinaydy. В Difraktsiyalanbaғan sәuleler 0 nүktesіne, ал difraktsiyaғa tүsken sәuleler й й bұryshymen В nүktesіne zhinalady. Saңylau zhazyқtyғyna паралелно zharyқ shoғy нормално tүrde tүskendіkten, tolқyn shebі (фронтове) saңylau zhazyқtyғymen bіrdey Bolado, yaғni saңylau zhazyқtyғynda tolқyn shebіnің barlyқ nүktesі bіrdey terbeledі фази. Saңylau zhazyқtyғyndaғy tolқyn shebіn saңylau shetterіne паралелно bіrdey enі бар zholaқtarғa bөleyіk. Әrbіr zholaқ ekіnshі rettіk zharyқ kөzі Bolado. Ekrandaғy zharyқ amplitudalaryn ekі tүrlі tәsіlmen - grafikalyқ zhane analitikalyқ tәsіldermen sheshuge Bolado.

6.6-Suret. Bir saңylaudaғy Fraunhofer difraktsiyasy.

6.5 Ekі saңylaudan (difraktsiyalyқ tordan) alynatyn zharyқ difraktsiyasy

Enderі б, БЛП-bіrіnen и қashyқtyғynda ornalasқan ekі saңylauғa zharyқtyң паралелно shoғyn tүsіreyіk (6.7-Suret).

6.7-Suret. Difraktsiyalyқ tordaғy zharyқ difraktsiyasy.

Saңylaular, zharyқ shashpaytyn baғyttarda noldіk mәndі intensivtіgі бар minimumdar Bolado. Maksimumdarғa keletіn bolsaқ, БЛП saңylauda bayқalғan baғyttardyң barlyғynda bіrdey Olar bayқalmaydy. Ekі saңylau taraғan zharyқ sәulelerіnің өzara interferentsiyasy nәtizhesіnde keybіr baғyttarda Olar өzara zhoyylady. Sondyқtan, БЛП saңylaudan alynғan difraktsiyadan өzgeshe, ekі saңylau zhaғdayynda қosymsha maksimumdar Платен Bolado. Noldіk intensivtіgі бар қosymsha maksimumdar sәulelerdің optikalyқ Йол ayyrymy л / 2, 3 л / 2, 5л / 2, ... bolatyn nүktelerden shyғatyn (mysaly, saңylaulardyң shetkі соли zhane M 1 nүktelerі) baғyttarda bayқalady, yaғni

(К = 1,2,3, ...).

Егер Bolsa, Фондация БЛП saңylau әserіnen ekіnshі saңylau kүsheytіledі. Егер а + б = г Bolsa, қosymsha minimumdar Myung бас maksimumdar Chartier беше zhazylady:

(Bass maksimumdar) (m = 0,1,2, ...) (6.13)

(Bass minimumdar) (к = 1,2,3, ...) (6.14) (Қosymsha minimumdar) (6.15)

,

yaғni

Difraktsiyalyқ 6,6 тора

Қarapayym БЛП өlshemdі difraktsiyalyқ Torus депа enderі bіrdey, bіrіne-bіrіne паралелно БЛП zhazyқtyқta ornalasқan өte kөp N bіrdey saңylaudan tұratyn (Olar БЛП-bіrіnen enі bіrdey Moldir Emesa zholaқtarmen bөlіngen) zhүyenі aytady. Saңylau enіn в Кара zholaқ enіn belgіleyіk и депа.

D = A + B mәnі difraktsiyalyқ tordyң периоди atalady Dep. Bir saңylaudan alynatyn difraktsiyasy siyaқty Fraunhofer, дифракция bұryshy boyynsha difraktsiyalyқ tordyң intensivtіgіn grafikalyқ zhane analitikalyқ tүrde өrnekteuge Bolado. Difraktsiyalyқ tordyң intensivtіgіnің максимален бас Chartier tөmendegі өrnekpen anyқtalady

, (М = 0,1,2,3, ...) (6.16)

mұndaғy м - бас maksimumdar retі. Noldіk rettі максимална bіreu, -shі 1, 2 -shі zhane TB rettі maksimumdar ekіden Bolado.

6.7 Difraktsiyalyқ тор - spektrlіk aspap

Difraktsiyalyқ тор oғan tүsetіn zharyқty maksimumnyң bұryshtyқ zhaғdayy tolқyn ұzyndyғyna tәueldі kezde, spektrge zhіkteydі. J = 0 bolғanda barlyқ tolқyn ushin максимална Bolado. м -retі maksimumdardyң bұryshtyқ zhaғdayy м> 1 kezde әrtүrlі tolқyn ұzyndyғy ushin әrtүrlі Bolado. Ol Максималната shartynan shyғady. Майна сама bұryshtyқ дисперсионни I депа atalady

, (6.17)

Bұdan м максимална retіnің өsuіmen тор periodynyң г azayuy nәtizhesіnde дисперсия Artada.

Үlken Санда bұryshtyқ дисперсия tolқyn ұzyndyғy zhaқyn spektrlіk syzyқtardy azhyratuғa, Olard ZhEKe syzyқtar retіnde bayқau mүmkіndіkterіn beredі.

6.8-Suret. Zharyқtyң spektrlіk aspaptan өtkennen keyіngі spektrlіk syzyқtarynyң enі.

Spektrde tolқyn ұzyndyқtary zhaқyn л 1 л 2 променило, zhұp ekі syzyғy berіlgen, оси tolқyn ұzyndyқtarynyң ayyrmasy DL = л 2 - л 1 bolatyn ekі syzyқ bolsyn. Res-kelgen syzyқ 2 дл <дл "tabiғi е ұzyndyққa Bolado DL 1". Әrbіr syzyқ enі nolge teң bolғanda да, дифракция torynan keyіn oғan zholaқ sәykes keledі (6,8-Suret, tөmengіsі). Ol тора қasietіmen anyқtalyp, tolқyn ұzyndyқtary zhaқyn bolatyn syzyқtar ushin DDL = DJ Ал не дневен oғan teң Болу қazhet.

Spektrlіk aspaptyң azhyratu kүshі

, (6.18)

Bұl өrnekte дл - spektrde ZhEKe syzyқtar retіnde bayқalatyn syzyқtardyң tolқyn ұzyndyқtarynyң минимална ayyrymy, R - spektrlіk aspapty (difraktsiyalyқ Торд) sipattaytyn шаман.

Neg. 2 [381-427], 7 [361-375], 8 [322-347].

Қos. 48 [316-330].

Baқylau sұraқtary:

1. Хюйгенс printsipіnің zhane Хюйгенс-Френел printsipіnің anyқtamasyn berіңіz.

2. Freneldің zonasy әdіsіn tүsіndіrіңіz.

3. Френел difraktsiyasy променена Fraunhofer difraktsiyasynyң arasynda қanday ayyrmashylyқ бар?

7 dәrіs

Zattaғy elektromagnittіk tolқyndar

7.1 Zharyқ dispersiyasy

Zharyқtyң dispersiyasy депа zattyң син kөrsetkіshіnің tolқyn ұzyndyғyna tәueldіlіgіn aytady. Difraktsiyalyқ zhane prizmalyқ spektrlerdegі erekshelіkterge toқtalayyқ.

1. Difraktsiyalyқ тор tүsken sәulenі onyң tolқyn ұzyndyқtary boyynsha tіkeley azhyratady, difraktsiyalyқ maksimumdarғa sәykes Платени bolғan baғyttarynyң bұryshtaryn өlshep, tolқyn ұzyndyғyn esepteuge Bolado. Prism, tүsken zharyқ shoғyn син koeffitsentterі boyynsha zhіkteydі. Sondyқtan zharyқ tolқynynyң ұzyndyғyn anyқtau ushin призма arқyly zhasalғan zattyң п = F (л) tәueldіlіgіn bіlu Kerek. п = F (л) grafigіn дисперсия қisyғy ataydy Dep. Tolқyn ұzyndyғyn bұl қisyқtyқtan Emesa, prizmalyқ spektrograftyң belgіlі spektrlerіn graduirleu arқyly esepteydі.

2. Spektrlerdegі құraushy tүsterdің ornalasu tәrtіbі призма променена difraktsiyalyқ Torda әrtүrlі Bolado. Difraktsiyalyқ тор ushin auytқu bұryshynyң синуси tolқyn ұzyndyғyna proportsional Bolado да, auytқu bұryshy tolқyn ұzyndyғy өsken Saiyn Artada. Nәtizhesіnde Кизил sәuleler (үlken tolқyn ұzyndyғy бар) difraktsilyaқ Torda kүlgіn sәulelerge қaraғanda kүshtіrek auytқidy. Prism sәulelerdі spektrge син koeffitsientі boyynsha zhіkteydі. Кизил sәulelerdің син koeffitsientі kүlgіn sәulelerge қaraғanda Ал bolғandyқtan призма Olard kүlgіn sәulelerge қaraғanda Nashar auytқytady.

Spektrlіk құramdy prizmalyқ спектрограф kөmegіmen anyқtaudyң kemshіlіkterіne (graduirleu Zhasa спектър bөlіgіnің әr zherіnde әrtүrlі дисперсия) қaramastan, Olar spektrlіk Taldau maқsatynda keңіnen қoldanylady. Prismane Zhasa difraktsiyalyқ torғa қaraғanda edәuіr oңayyraқ, soғan қosa prizmalyқ spektrografta үlken zharyқ kүshіn aluғa Bolado. Shamas zattyң dispersiyasy депа atalady, ол tolқyn ұzyndyғy boyynsha син kөrsetkіshіnің өzgeru zhyldamdyғyn kөrsetedі. 7.1 suretіnen - Moldir zattar ushin син kөrsetkіshі tolқyn ұzyndyғy azayғan Saiyn monotondy tүrde өsedі, sondyқtan л модул boyynsha kemіgen Saiyn Artada. Mұnday вариацията на нормална дисперсия atalady Dep. Егер затягането sәulelerdің bөlіgіn zhұtatyn Bolsa, Фондация zhұtu aymaғy променена onyң maңynda дисперсия zhүruі anomaldі tүrde Bolado, sondyқtan ол аномална дисперсия atalady Dep.

7.1 Suret. Син kөrsentkіshіnің tolқyn ұzyndyғyna tәueldіlіgі.

7.2 Zharyқ dispersiyasynyң elektrondyқ teoriyasy

Maksveldің makroskopiyalyқ elektromagnittіk teoriyasy boyynsha ortanyң абсолютен син kөrsetkіshі , Mұndaғy д - ortanyң dielektrlіk өtіmdіlіgі, м - ortanyң магнит өtіmdіlіgі. Barlyқ затягане ushin spektrdің optikalyқ aumaғynda т = 1, sondyқtan

, (7.1)

Zharyқtyң elektrondyқ teoriyasyn bіrtektі dielektrikke қoldanayyқ; zharyқ dispersiyasy д-nің zharyқ tolқyndarynyң zhiіlіgіn tәueldі saldary oylayyқ Dep. Anyқtama boyynsha zattyң dielektrlіk өtіmdіlіgі

ε = 1 + æ = ,

mұndaғy æ- ortanyң dielektrlіk sezіmtaldyғy, д 0 - tұraқtysy RE, P - polyarizatsiyalanudyң lezdіk mәnі. Olay Bolsa

, (7.2)

Bіrіnshі zhuyқtauda erіksіz terbelіsterdі kөbіne ядрото Nashar baylanysқan, тек syrtқy elektrondar - optikalyқ elektrondar zhasaydy депа esepteuge Bolado. Bir optikalyқ електрон terbelіsіn қarastyrayyқ.

Erіksіz terbelіs zhasaytyn elektronnyң dipoldіk momentі р = ех, mұndaғy д - електронен заряд, х - zharyқ tolқynynyң RE өrіsі әserіnen електрон yғysuy. Dielektriktegі atomdar концентрации на CO п 0 Bolsa, Фондация polyarizatsiyalanudyң lezdіk mәnі

, (7.3)

(7.2) Мейн (7.3) -ten

, (7.4)

Elektromagnittіk tolқyndardyң zatқa әserі kezіnde өrіs kerneulіgі

(7,5)

Bolado. Elektronnyң erіksіz terbelіs teңdeuі (kedergі kүshіn elemegende) майна tүrde zhazylady:

(7.6)

mұndaғy - Tolқyn өrіsі tarapynan elektronғa әser etushі kүshtің amplitudalyқ mәnі, - Electron terbelіsіnің menshіktі zhiіlіgі, м - електрон Massassi.

(7.6) -teңdeuіnің sheshіmіn майна tүrde zhazuғa Bolado

, (7.7)

mұndaғy

, (7.8)

(7.7) zhane (7.8) teңdeulerіn (7.4) teңdіkke қoysaқ:

, (7.9)

Егер Zatti әrtүrlі menshіktі zhiіlіktі , Erіksіz terbelіster zhasaytyn әrtүrlі д аз zaryadtar Фондация Bolsa

, (7.10)

mұndaғy м I - I-shі такса Massassi. Soңғy teңdeulerden kөretіnіmіz: син kөrsetkіshі н syrtқy өrіs zhiіlіgіne w tәueldі, bұl zharyқ dispersiyasy құbylysynyң dәlelі Bolado.

7.2 suretіnde н w -nің -ғa tәueldіlіgі kөrsetіlgen, AB - аномална дисперсия aumaғy (п w kemidі -nің өsuі kezіnde), п w -nің -ge tәueldіlіgіnің basқa bөlіkterі нормално dispersiyany suretteydі (п w өsedі -nyң өsuі kezіnde).

7,2-Suret. Син kөrsetkіshіnің zhiіlіkke tәuldіlіgі.

7.3 Zharyқtyң zhұtyluy

Zharyқtyң zhұtyluy (adsorbtsiyasy) Dep затягане arқyly өtken zharyқ tolқynynyң tolқyn energiyasynyң basқa tүrge tүrlenu saldarynan енергия zhoғaltu құbylysyn aytady. Nәtizhesіnde zharyқ arқyly өtkende intensivtіk azayady.

Zattaғy zharyқ zhұtyluy Booger zaңymen beynelenedі:

(7.11)

0 от I mұndaғy променена I - zhazyқ monochromats zharyқ tolқynynyң қalyңdyғy х zhұtu zatyna kіrudegі zhane shyғudaғy intensivtіkterі, а - zharyқ tolқynynyң ұzyndyғyna, himiyalyқ tabiғatyna zhane затягане kүyіne tәueldі zhұtu koeffitsientі; ол zharyқ intensivtіgіne tәueldі Emesa. (7.11) -dі differentsialdap mynany alamyz:

, (7.12)

Bұdan - intensivtіktің DX zholyndaғy azayuy, оси Йол ұzyndyғyna zhane intensivtіk mәnіne proportsional. (7.11) дневен х = 1 / един kezіnde intensivtіk на I 0 на I mәnі дневен ия ESE Ал bolatynyn kөremіz. Zhұtu koeffitsientі zharyқ intensivtіgі ия ESE azayatyn қabat қalyңdyғynan өtkende, oғan kerі сама bolatynyn kөremіz.

Zhұtu koeffitsientі tolқyn ұzyndyғyna tәueldі л, ол әrtүrlі затягане ushin әrtүrlі шаман. Mysaly, bіratomdy gazdar променена метал bularynyң zhұtu koeffitsientі nolge zhaқyn; тек қana өte катран spektrlіk aumaқtarda (shamamen 10 -12 -10 -11 m) өtkіr minimumdar Bolado (syzyқty zhұtu spektrі). Bұl maksimumdar elektrondardyң атом іshіndegі terbelіsterіnің резонанс zhiіlіgіne sәykes keledі. Molekulalardaғy atomdardyң terbelіsterіmen anyқtalatyn molekulalardyң zhұtu spektrі zhұtu zholaқtarymen sipattalady (10-10 -10 -7 m). Dielektrikter ushin zhұtu koeffitsentі Ал Шам (10-3 до 10 -5 cm -1), bіraқ Olard zharyқty keybіr tolқyn ұzyndyғy intervalynda selektivtі tүrde zhұtuy Bolado, а өsedі Кенет, zhұtudyң keң aumaқtary bayқalady, yaғni dielektrikter tұtas zhұtu spektrіne ите Bolado. Zhoғary қysymdaғy gazdar, Согндал-ак sұyyқ пени қatty deneler keң zhұtu zholaқtaryna ите Bolado.

Metaldar zharyқ ushin Moldir затягане Emesa (zhұtu koeffitsientі ~ 10 6 m -1). Ol metaldarda erkіn elektrondardyң boluymen tүsіndіrіledі. Zharyқ tolқyndarynyң RE өrіsіnің әserіnen erkіn elektrondar қozғalysқa tүsedі - metaldarda, джаул zhyluyn bөletіn shapshaң aynymaly өzgeretіn Toktar Платен Bolado. Zharyқ tolқynynyң energiyasy metaldyң іshkі energiyasyna өtuі nәtizhesіnde МОН azayady. Metaldyң өtkіzgіshtіgі kөp bolғan Sayin, ondaғy zharyқtyң zhұtyluy kөp Bolado. Zhұtatyn denelerdің tүrlі-tүstі bolulary zhұtu koeffitsientіnің tolқyn ұzyndyғyna tәueldіlіgіmen tүsіndіrіledі. Гуми, mysaly, Кизил zhane қyzғylt необходимо sәulelerdі Nashar zhұtyp, Zhasyl променена Kok sәulelerdі kүshtі zhұtady, ал endі shynyғa ак zharyқty tүsіrgende ол Кизил tүstі bolyp kөrіnedі. Егер osynday shynyғa Zhasyl zhane Kok zharyқty tүsіrsek, bұl tolқyn ұzyndyғyndaғy zharyқty kүshtі zhұtuy sebebіnde Кара tүstі siyaқty Bolado. Bұl құbylys zharyқ filtrlerі өndіrіsіnde қoldanylady.

7.4 Polyarizatsiyalanғan zhane polyarizatsiyalanbaғan zharyқ. Malus zaңy

polyarizatsiyalanғan Егер zharyқ vektorynyң baғyttary қanday га БЛП tәsіlmen rettelgen Bolsa, Фондация zharyқ atalady депа,

Kәdіmgі zharyқta bұl baғyttar tұraқty tүrde өzgeredі. Mұnday zharyқ polyarizatsiyalanbaғan zharyқ bolyp tabylady.

Zharyқ polyarizatsiyasyn қalay baқylauғa Bolado? Zharyқty vektorynyң keybіr baғytymen ғana өtkіzetіn құraldar Bolado (Olard polyarizatorlar Немес analizatorlar депа ataydy). Zharyқ polyarizatsiyalanbaғan Bolsa, analizatordy хоризонтална osі maңynda bұrғanda fotoқabyldaғyshtaғy zharyқ intensivtіgі өzgermeydі: RE vektorynyң terbelіs amplitudasy өzgermeydі. Егер polyarizatsiyalanbaғan zharyқty поляризатор arқyly өtkіzse, Фондация өtken zharyқ syzyқty Немес zhazyқpolyarizatsiyalanғan Bolado. (7,3-Suret)

7,3-Suret. Polyarizatsiyalanғan zharyқtu алуминий sұlbasy.

Mұnday zhaғday ushin поляризация dәrezhesі Degen ұғym engіzіledі.

Поляризация dәrezhesі kelesі өrnek arқyly anyқtalady:

, (7.13)

Electronic kerneulіk өrіsі vektorynyң terbelіs amplitudalary поляризация zhazyқtyғynda үlken mәnge ите Bolado. Mұnday zhaғdayda I мин = 0 bolyp, ал поляризация dәrezhesі bіrge teң Bolado, yaғni P = 1. Tabiғi zharyқ ushin I макс = I мин zhane P = 0.

Zhazyқ polyarizatsiyalanғan zharyқ ushin Malus zaңy oryndalady. Electronic vektorynyң terbelіsterі вертикална zhazyқtyқta zhane terbelіs amplitudasy E 0 bolsyn. Osі поляризация анализатор baғytymen alғanda φ bұryshқa bұrylғan Bolsa, fotolқabyldaғyshқa mynaday amplitudaly zharyқ (7,4-Suret) kelіp zhetedі

, (7.14)

7,4-Suret. Terbelіs amplitudasynyң E0 анализатор osіndegі proektsiyasy.

Suretten zharyқ vektorynyң перпендикулярна baғytaғy proektsiyasy nөlge teң, өytkenі ол baғyttaғy zharyқ analizatordan өtpeydі.

Intensivtіlіk амплитуда kvadratyna обиколка proportsional I ~ E 2 bolғandyқtan, kelesі өrnektі oңay alamyz:

(7.15)

mұndaғy I 0 - polyarizatsiyalanғan zharyқ intensivtіgі, I - analizatordan өtken zharyқtyң intensivtіgі, φ - поляризатор променена анализатор osterіnің arasyndaғy bұrysh.

Zhoғarydaғy өrnektegі I 0 polyarizatsiyalanғan zharyқtyң intensivtіgіn I областни депа, ал I analizatordan өtken zharyқtyң intensivtіgіn И аз belgіleyіk Dep. Onda (7.15) өrnektі майна tүrde zhazamyz:

, (7.16)

(7.16) өrnegі Malus zaңy atalady Dep.

Егер tabiғi zharyқty поляризация zhazyқtyқtary φ bұrysh құraytyn ekі polyaroidtan өtkіzsek, bіrіnshіsіnen zhazyқ polyarizatsiyalanғan zharyқ intensivtіgі shyқsa, ekіnshіsіnen (7.16) -Ke sәykes intensivtіgі zharyқ shyғady. Sondyқtan ekі POLAROID arқyly өtken zharyқ intensivtіgі mynaғan teң:

, (7.17)

Bұdan , Φ = 0 (паралелно polyaroidtar) zhane , (Polyaroidtar перпендикулярно) Bolado.

7.5 Zharyқtyң shaғylu променената сина kezіndegі polyarizatsiyasy. Brewster zaңy

Zharyқ tolқyny ekі ОРТ shekarasynan өtkende, zharyқ tolқynynyң zhartylay shaғyluy Bolado. Shaғylғan sәule Нормалм tүsu bұryshyna teң shaғylu bұryshyn tүzіp, tүsu zhazyқtyғynda zhatatynday baғytta Bolado.

Shaғylғan zharyқtyң intensivtіgі поляризация kүyіne tәueldі bolatyndyқtan, әrtүrlі tәsіlmen polyarizatsiyalanғan zharyқ ОРТ shekarasynan әrtүrlі intensivtіkpen shaғylady, shaғylғan zharyқ zhartylay polyarizatsiyalanғan Bolado (7,5-Suret).

7.5 Suret. Shaғylu zhane син kezіndegі zharyқtyң polyarizatsiyalanu sұlbasy.

Поляризация dәrezhesі tүsu bұryshyna tәueldі. майна zhaғdayda

(7.18)

TG (I + R) = ¥ zhane Аза || = 0, yaғni shaғylғan zharyқta тек қana tүsu zhazyқtyғyna перпендикулярна terbelіster Bolado. Shaғylғan tolқyn tolyқ polyarizatsiyalanғan Bolado. zhane (7.18) shartynan kelesі өrnektі alamyz:

, (7.19)

(7.19) өrnegі Brewster zaңy atalady Dep. Shaғylғan zharyқta тек қana tүsu zhazyқtyғyna перпендикулярна polyarizatsiyalanғan tolқyn Bolado, I = I В bұryshy tolyқ поляризация bұryshy не Брустър bұryshy atalady Dep.

7.6 Zharyқtyң қosarlana син

Әrtүrlі син kөrsetkіshі бар ekі ortada sәulenің қosarlanyp син Bolado. Crystal osі sәulenің tүsu zhazyқtyғyna перпендикулярна bolsyn delіk Kәdіmgі polyarizatsiyalanbaғan zharyқ kristalғa engende kәdіmgі zhane kәdіmgі Emesa sәulege bөlіnedі. Olardyң син kөrsetkіshterі әrtүrlі, Согндал-ак син bұryshtary да әrtүrlі. Synғan sәuleler polyarizatsiyalanғan Bolado: kәdіmgі sәulenің поляризация zhazyқtyғy Suret zhazyқtyғymen bіrdey Bolado поляризация baғyty кристал osіne перпендикулярна Bolado.

7,6-Suret. Zharyқ sәulesіnің қosarlana син.

Endі kүrdelі zhaғdaydy қarastyralyқ: optikalyқ ос Бетке keybіr bұryshpen baғyttalsyn. Suret zhazyқtyғyna перпендикулярна поляризация baғyty бар sәule kәdіmgі Bolado. Kәdіmgі sәulelerdің sәulelіk betterіnің қimalary sheңber Bolado да, ол kristaldan synbay өtedі (7,7-Suret).


поляризация baғyttary

7,7-Suret. Kәdіmgі zhane erekshe sәulelerdің sәulelіk betterіnің қimalary.

Sol zhaқtaғy kөrsetіlgen sәuleler erekshe (Немес өzgeshe) bolyp tabylady. Erekshe sәuleler ushin, sәulelіk betterіnің қimalary елипса Bolado. Zharyқtyң taralu baғyty оса ellipster tsentrlerіnen zhanama nүktelerіne қaray өtedі. Sondyқtan кристал betіne нормално tүsken zhaғdayda да bұl sәuleler synady.

7.7 Zharyқtyң zhasandy қosarlana син

Zhasandy optikalyқ анизотропия - syrtқy әserler nәtizhesіnde sәulenің қosarlanyp син құbylysyn aludyң Zholdary kөp. Үlken tәzhіribelіk mәnі бар анизотропия tәsіlі - ол RE өrіsі nәtizhesіnde анизотропия алуминий, затягане molekulalary polyarly Bolsa, olardyң ornalasuy өrіs әserіnde keybіr zhaғdayda rettelgen Bolado. Polyarly Emesa molekulalar өrіs әserі nәtizhesіnde polyarizatsiyalanady. Поляризация baғyty zharyқtyң taralu zhyldamdyғynyң anizotropiyasyn anyқtaytyn Osca aynalady.

7.8-Suret. Кер ұyashyғy қondyrғysynyң sұlbasy.

Mұnday қondyrғy Кер ұyashyғy депа atalady (7.8-Suret). Zhұmys zaty retіnde sұyyқ paydalanylady. Oғan паралелно метал plastinalary batyrylady; plastinalar zhazyқ кондензатор құraydy, onyң өrіsі затягане polyarizatsiyasyn zhasaydy. Kәdіmgі zhane kәdіmgі Emesa sәulelerdің kөrsetkіshterіnің ayyrymy Dn = N 0 -N д zattyң син kөrsetkіshіne н zhane RE өrіsіnің kerneulіgіnің kvadratyna E2 proportsional Bolado:

(7.20)

mұndaғy к - proportsionaldyқ koeffitsientі Кер tұraқtysy atalady депа; ол zattyң temperaturasy променена zharyқ tolқynynyң ұzyndyғyna tәueldі. Кер ұyashyғyn ayқyshtalғan polyarizatorlar arasyna қoyyp, oғan impulstі kerneu beretіn bolsaқ, zhүye arқyly өtetіn zharyқty basқaruғa Bolado. Zharyқty қaytadan қosu uaқyty өte Ал Шам - shamamen 10 -12 с Bolado.

7.8 Поляризация zhazyқtyғynyң bұryluy

Kәdіmgі bұrylu. Поляризация zhazyқtyғyn bұru қabіletі бар keybіr zattar (кварц, қant, терпентин, қanttyң sudaғy ertіndіsі Sharapov қyshқyly) optikalyқ актив zattar atalady Dep. Olar arқyly өtetіn zhazyқ polyarizatsiyalanғan zharyқ поляризация zhazyқtyғyn bұrudy tuғyzu қabіletіne ите Bolado. Crystal zattar, zharyқ kristaldyң optikalyқ osі boyymen taraғan kezde поляризация zhazyқtyғyn kүshtі bұrady. Tәzhіribeden alynғanday поляризация zhazyқtyғyn bұru bұryshy й optikalyқ актив kristaldar променена таза sұyyқtar ushin беше Bolado:

,

optikalyқ актив ertіndіler ushin

(7.21)

mұndaғy л - zharyқtyң optikalyқ актив zattaғy zhүrgen Жоли (ол zattyң tabiғatyna, temperaturasyna zhane vakuumdaғy zharyқ tolқynynyң ұzyndyғyna tәueldі), C - концентрация на активи zattyң на CO.

Поляризация zhazyқtyғyn bұru baғyty boyynsha optikalyқ актив zattar oңғa- zhane solғa-aynaldyrushy zattarғa bөlіnedі. Френел teoriyasy boyynsha, sheңber boyymen oңғa zhane solғa polyarizatsiyalanғan sәuleler ushin optikalyқ zattarda актив, zharyқtyң taralu zhyldamdyғy әrtүrlі Bolado. Поляризация zhazyқtyғyn bұru құbylysy променило (7.21) formulasy optikalyқ актив zattardyң ertіndіlerіnің kontsentratsiyasyn dәl anyқtaudyң tәsіlі negіzіnde zhatyr, bұl поляриметър (захариметър) Dep atalatyn tәsіl өndіrіste қoldanylady.

Magnittіk bұrylu (Фарадей effektіsі). Optikalyқ актив Emesa zattar магнит өrіsі әserі nәtizhesіnde поляризация zhazyқtyғyn bұru қabіletіne ите Bolado. Ефект zharyқtyң magnittelіnu baғyty boyymen taralғanda bayқalady. Zertteletіn затягане електромагнит polyusterі arasyna қoyylady.

Поляризация zhazyқtyғyn bұru bұryshy й zharyқtyң затягане іshіnde zhүru Gmina Zolynia л zhane zattyң magnittelіnuіne J турне пропорционалната Bolado. J = æ H bolғandyқtan

(7.22)

mұndaғy V Верде koeffitsientі Немес tolқyn ұzyndyғyna tәueldі menshіktі magnittіk bұrylu. Bұru baғyty магнит өrіsі baғytymen anyқtalady.

Optikalyқ актив zattar магнит өrіsі әserі nәtizhesіnde kәdіmgі қabіlettіlіkke қosa поляризация zhazyқtyғyn қosymsha bұru қabіletіne де ите Bolado.

Neg. 2 [428-443, 453-465], 7 [377-398], 8 [347-367].

Қos. 48 [326-328].

Baқylau sұraқtary:

1. Zharyқtyң zattarda taraluy.

2. Қalypty (нормален) dispersiyanyң klassikalyқ өrnegі.

3. Dispersiyanyң elektrondyқ teoriyasy.

4. Қalypsyz (аномални) dispersiyanyң Tabigaty.

5. Zharyқtyң zhұtyluy.

6. Polyarizatsiyalanғan zharyқty aludyң sіzge қanday әdіsterі belgіlі?

7. Zhұtylatyn ortada taralatyn zhazyқ syzyқty polyarizatsiyalanғan monochromats tolқyn teңdeuі қanday tүrde berіlgen?

8. Kөrіnetіn zharyқtyң zatpen әserlesuі kezіnde nelіkten тек електрон ғana қatysady?

8 dәrіs

Zhylulyқ sәule shyғaru

8.1 Absolute Кара denenің (AҚD) sәule shyғaru Maseleleri.

Kvanttyқ хипотеза zhane Планк өrnegі

Edәuіr zhoғary temperaturaғa deyіngі қyzdyrylғan denelerdің zharyқ shyғara bastaytyndyғy praktikada әrbіr adamғa belgіlі. Mysaly, metaldardy қyzdyrғan kezde Olar alғashқyda Konyr Кизил tүstі, artynan әrі қyzdyrudyң barysynda ashyқ Кизил tүske Bolado ите, Одан әrі қyzdyrғanda ак shoқ депа atalatyn tүske keledі. Basқasha aytқanda қatty zhane sұyyқ deneler zhoғary temperaturaғa deyіn қyzdyru kezіnde spektrdің kөrіnetіn aymaғynda sәule shyғaruғa ите Bolado. Bұl kezde входяща температура өsіruge baylanysty sәulelenudің intensivtіgі zhane spektrlіk құramy өzgeredі. Sәulelenushі denenің іshkі energiyasy esebіnen Платен bolatyn zhane тек denenің temperaturasy променена himiyalyқ қasietterіne baylanysty elektromagnittіk sәule shyғaru zhylulyқ sәule shyғaru atalady Dep. Temperaturalyқ тепе-teңdіkte tұrғan denelerdің zhylulyқ sәule shyғaruy пари tүsetіn sәulenің енергия mөlsherіn zhұtuymen teңestіrіledі.

Denenің zhylulyқ sәule shyғaruynyң spektrlіk sipattamasy ushin denenің sәule shyғaru қabіletі Degen tүsіnіk engіzіledі, такива sonymen қatar, shyғarғyshtyқ қabіlettіgі Немес energetikalyқ zharқyraudyң E (ν, T) spektrlіk tyғyzdyғy ataydy Dep.

Denelerdің sәule shyғaru қabіletі депа uaқyt bіrlіgі іshіnde Дене betіnің audan bіrlіgіne keletіn zhiіlіkterі Евроденят + г aralyғynda shyғarylatyn elektromagnittіk sәule shyғarudyң DW sәu energiyasyn aytady. Sonymen,

E ( , T) = DW sәu / г (8.1)

HBZH zhүyesіnde sәule shyғarғyshtyқ қabіletіnің өlshem bіrlіgі retіnde [J / m 2] alynғan.

Elektromagnittіk tolқyndar zhұtyluynyң spektrlіk sipattamasy ushin denelerdің zhұtu қabіletі A (ν, T) Degen ұғym engіzіledі. Zhұtu қabіletі, uaқyt bіrlіgі іshіnde Дене betіnің audan bіrlіgіne zhiіlіkterі V-бърлога ν + dν aralyғynda tүsetіn DW energiyasynyң қanday bөlіgіn Дене zhұta alatyndyғyn kөrsetedі, yaғni

A (ν, T) = DW zhұt / DW. (8.2)

Denelerdің sәule shyғaru zhane sәule zhұtu қabіletі, denenің temperaturasyna, zhiіlіgіne, denenің himiyalyқ құramyna zhane Дене betіnің kүyіne baylanysty Bolado. Jaeger-Res kelgen temperaturada zhane barlyқ zhiіlіkter ushin A (V, T) = 1 Bolsa, Фондация Дене Дене абсолютна Кара (AҚD) atalady Dep. Absolute Кара denenің sәule shyғaru қabіletіn ε (ν, T) belgіleymіz Dep. Ol denenің sәule shyғaru zhiіlіgіne zhane абсолютна temperaturasyna tәueldі. Absolute Кара Дене әdette fizikalyқ үlgі retіnde alynady, bіraқ tabiғatta kөptegen deneler өzіnің қasietterі boyynsha абсолютна Кара denelerge zhaқyn keledі. Mysaly құrym Кара, Кара eltіrі, Кара Barham. Absolute Кара denenің idealdy үlgіsі retіnde Moldir Emesa қuys betіndegі kіshkene tesіktі aluғa Bolado (8,1-Suret)

8.1-Suret. Absolute Кара denenің idealdy үlgіsі.

Kіshkene tesіk arқyly қuys іshіne tүsetіn zharyқ sәulesі қuys қabyrғalaryna kөp rettі shaғyluғa kezdesedі. Әrbіr shaғylu kezіnde zharyқ tolқyny energiyasynyң keybіr bөlіgі zhұtylatyn Bolado. Sondyқtan, tesіkten shyғatyn sәulenің intensivtіgі, oғan kelіp tүsken sәule energiyasyna қaraғanda kөp shamaғa azayady. Қuys betіnің audanynyң tesіk betіnің audanyna қatynasy үlken bolғan Sayin, tesіk betі өzіnің қasietі boyynsha абсолютна Кара пари sonshama zhaқyn keledі. Real denelerdің sipattamasy ushin kөp zhaғdayda sұr denenің үlgіsі paydalanylady. Егер denenің zhұtu қabіletі barlyқ zhiіlіkter ushin bіrdey bolyp, zhane температура ол тек варира Дене betіnің kүyіne tәueldі Bolsa, yaғni sұr A (V, T) = A (T), Дене sұr Foundation (sұr Дене) atalady Dep. Denelerdің sәule shyғaru zhane zhұtu қabіletterі БЛП-bіrіmen baylanysty. Bұl baylanystardy taғayyndau ushin, ekі sheksіz ұzyn и zhane в plastinkalardan құralғan (8.2-Suret) Zhylu өtkіzbeytіn (adiabattyқ)


8.2-Suret. Ekі plastinkanyң Zhylu almasuy.

zhүyenі қarastyramyz, тек plastinkalar ғana БЛП-bіrіmen Zhylu Алмас ALADI. Plastinkanyң и betі абсолютна Кара. Termodinamikalyқ тепе-tendіk kүyіnde ekі plastinkanyң temperaturasy да bіrdey zhane sәule shyғaru тепе-tendіk kүyde Bolado. Denenің sәule shyғaru zhane zhұtu anyқtamasy boyynsha ekі плоча ushin беше zhazuғa Bolado:

DW shyғ = E (ν, T) dν,

zhұt DW = A (ν, T) DW. (8.3)

Termodinamikalyқ тепе-teңdіk kүyіnde

DW = DW shyғ.

Absolute Кара и plastinkasy ushin

DW shyғ = ε (ν, T) dν, (8.4)

и plastinkasy energiyany shaғyldyrmay tolyқ zhұtatyndyқtan, bұl plastinkanyң sәule shyғaru energiyasy plastinkaғa kelіp tүsken energiyaғa teң Bolado: DW shyғ = DW. Sondyқtan (8.3) өrnegіnen alatynymyz:

zhұt DW = A (ν, T) ε (ν, T) dν.

Termodinamikalyқ тепе-teңdіk kүyіnde shyғ DW = DW zhұt, Olay Bolsa

E (ν, T) dν = A (ν, T) ε (ν, T) dν

Немес

E (ν, T) / A (ν, T) = ε (ν, T). (8.5)

Sonymen, denenің sәule shyғaru қabіletіnің onyң zhұtu қabіletіne қatynasy denenің himiyalyқ құramyna tәueldі bolmaydy zhane ол абсолютна Кара denenің sәule shyғaru қabіletі bolyp, температура ол варира zhiіlіktің е (ν, T) funktsiyasy bolyp tabylady. Bұl zaңdy bіrіnshі PET Кирхоф taғayyndady, sondyқtan bұl Зан Кирхоф zaңy депа atalyp, ал ε (ν, T) funktsiyasy Кирхоф funktsiyasy Degen atқa ите Болдън. Кирхоф zaңynan A (ν, T) = 1 Bolsa, Фондация на E (ν, T) = ε (ν, T), Ал Егер A (ν, T) = 0 Bolsa, Фондация ε (ν, T) = ∞ Bolado. Sondyқtan, Егер Дене berіlgen temperaturada berіlgen zhiіlіkter aralyғynda zhұtpaytyn Bolsa, Фондация температура ол bұl да zhane bұl zhiіlіkter aralyғynda да sәule shyғarmaydy, yaғni sәulelenbeydі.

0 ден -Ke Deyіngі zhiіlіktegі barlyқ гама boyynsha tolyқ sәule shyғaru қuaty denenің energetikalyқ zharқyrauy Немес integraldy sәule shyғaru қabіletі E (T) atalady Dep. Anyқtama boyynsha, ол mynaғan teң:

Немес Кирхоф zaңyn esepke alsaқ, Фондация

, (8.6)

Absolute Кара Дене ushin A (ν, T) = 1, sondyқtan

, (8.7)

Bұdan әrі zhylulyқ sәule shyғaru teoriyasynyң negіzgі mәselesі Кирхоф funktsiyasynyң ashyқ tүrіn іzdeu bolyp tabylady. 1879 zhyly D.Stefan tәzhіribelіk mәlіmetterdі Taldau negіzіnde tөmendegіdey қorytyndyғa keldі: Res-kelgen denenің energetikalyқ zharқyrauy абсолютна temperaturanyң tөrt dәrezhesіne proportsional Bolado. Bіraқ Болцман 1884 zhyly termodinamikalyқ әdіspen teoriyalyқ tүrde bұl pіkіrdің тек абсолютна Кара Дене ushin dұrys bolatyndyғyn kөrsettі. Сондықтан, бұл тәуелділік физика тарихында Стефан-Больцман заңы деп аталады:

(8.8)

яғни, абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауы абсолют температураның төртінші дәрежесіне тура пропорционал.

σ=5,67∙10 -8 (Вт/м 2 К 4 ) − пропорционалдық коэффициенті Стефан-Больцман тұрақтысы деп аталады. Бірақ, олар Кирхгоф функциясының ашық түрін шешкен жоқ. Кирхгоф функциясының ашық түрін ашудағы алғашқы қадамды 1893 жылы В. Вин жасады. Ол, жылжып айналатын поршені бар және айналы қабырғалары бар цилиндрлік ыдыста абсолют қара дененің адиабатты сығу сәулеленуі туралы есепті қарастырды. Осының нәтижесінде ол Кирхгоф функциясы үшін келесі өрнекті алды:

ε(ν,Т)=f(ν,Т)=V 3 f(ν,Т), (8.9)

mұndaғy ( ,Т) − кейбір белгісіз ашық түрдегі функция. В.Вин функциясының ашық түрін тағайындамаса да, осы В.Виннің өрнегінен (8.9) Стефан-Больцман заңы шығады.

Абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің әртүрлі температурадағы жиілікке тәуелділігі 8.3-суретте көрсетілген түрде болатындығы тәжірибелерден белгілі.

8.3- сурет. Сәуле шығару қабілетінің ε(ν,Т) жиілікке ν тәуелділігі.

Суреттен, температураның артуына байланысты абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің артатындығын көреміз. Сонымен бірге қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәні, температураның өсуіне байланысты жоғары жиілік аймағына қарай орын ауыстырады. В.Вин өрнегі бұл құбылыстарды Вин заңы түрінде анықтауға мүмкіндік береді. Абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәніне келетін берілген температура кезіндегі сәуле шығару жиілігі Кирхгоф функциясынан алынған дербес туындыны нөлге теңестіру шарты арқылы оңай түрде анықталады:

, (8.10)

Соңғы тендіктен мынау алынады

,

Қорытындысында Виннің ығысу заңын аламыз:

, (8.11)

Заңның тұжырымы:

абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәніне келетін жиілік оның абсолют температурасына тура пропорционал болады. b − Виннің ( /Т) функциясының ашық түрінен тәуелді болатын тұрақты шама. Әдетте Виннің ығысу заңын сәуле шығарудың толқын ұзындығы арқылы жазады:

, (8.12) мұндағы − абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәніне келетін толқын ұзындығы, ол температураның өсуіне байланысты қысқа толқын ұзындығына қарай ығысады. b − Вин тұрақтысы ( мК) деп аталады, ол тәжірибелік жолмен анықталады.

Вин өрнегінен (8.9) және Виннің ығысу заңынан (8.11) абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінің максимум мәні абсолют температураның бес дәрежесіне тура пропорционал болады:

ε(ν,Т) = C·T 5 . (8.13)

Соңғы пікір Виннің екінші заңы деген атты қабылдайды, мұндағы С= Вт/м 3 К 5 − Виннің екінші заңының тұрақтысы. Кирхгоф функциясы үшін табылған алғашқы мәліметтері Д.Рэлей және Д.Джинс еңбектерінде берілген. Бұл еңбектер Максвелл көзқарастарына және статистикалық физиканың дәрістеріне негізделген. Максвелл теңдеулері бойынша тұйық қуыстағы қара сәуле шығару энергетикалық көзқарас тұрғысынан бір-бірімен әсерлеспейтін гармониялық осцилляторлардың шексіз үлкен сандарынан тұратын жүйеге эквивалентті болады. Осцилляторлардың меншікті тербеліс жиіліктері абсолют қара дененің сәуле шығару компоненттерінің сәйкес жиіліктеріне тең. Меншікті жиілігі , жүйе температурасы Т кезіндегі уақыт бойынша осциллятордың орташа энергиясының мәнін < ν > арқылы белгілей отырып, Кирхгоф функциясын мына түрде беруге болады:

ε(ν,Т) = (2πν 2 /c 2 ) < ε ν > . (8.14)

Гармониялық осциллятор энергиясыны





; Дата: 01.20.2014; ; Прегледи: 1657; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.155 сек.