ДИСПЕРСИЯ СВЕТА — презентация

Фазовая и групповая скорости Области нормальной и аномальной дисперсии Зависимость показателя преломления от частоты Качественное объяснение явления дисперсии Элементарная теория дисперсии ДИСПЕРСИЯ СВЕТА Вступление Заключение

Изображение слайда

Дисперсией света называют явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты. Согласно электромагнитной теории Максвелла n Азот 1,000299 1,000307 Водород 1,000139 1,000139 Вода 1,33 9 Дисперсия обусловлена взаимодействием электромагнитного поля световой волны с заряженными частицами вещества

Изображение слайда

X v Фазовая скорость - фазовая скорость Фазовой скоростью называется скорость распространения поверхности равной фазы для монохроматического излучения.

Изображение слайда

x U Сложим две волны с близкими частотами Групповая скорость E 1 = E m cos (  t  kx ) E 2 = E m cos [(  + d  ) t  ( k +d k ) t ], где d  <<  ; d k << k E = E 1 + E 2 = 2 E m cos( ) cos (  t  kx ) = const  групповая скорость Групповой скоростью называется скорость распространения характерной точки на огибающей группы волн, близких по частоте. Амплитуда

Изображение слайда

Наблюдение дисперсии при разложение белого света в спектр

Изображение слайда

l n Наблюдение дисперсии методом скрещенных призм

Изображение слайда

n l n l Области нормальной и аномальной дисперсии

Изображение слайда

v = c n > 1, v < c, l < l 0 v = c l 0 = cT l= v T l 0 = cT

Изображение слайда

p e = er r p e = 0 Взаимодействие электромагнитной волны с веществом

Изображение слайда

Электроны атомов вещества совершают вынужденные колебания в переменном электрическом поле. При этом излучаются вторичные электромагнитные волны, когерентные с первичной (падающей) волной. Вторичные волны излучаются со сдвигом по фазе относительно первичной волны. Сдвиг по фазе зависит от частоты. Электромагнитная волна, распространяющаяся в веществе есть результат интерференции первичной волны со вторичными волнами, возникающими вследствие колебаний электронов, обусловленных действием поля первичной волны.

Изображение слайда

w, v = c - падающая волна Dj w, v = c, Dj = f ( w ) -вторичная волна j - результирующая волна j = f ( w )  n = f ( w ) Интерференция вторичных волн

Изображение слайда

Вывод формулы зависимости показателя преломления от частоты r -e Силы, действующие на электроны -e -e -e Внешнее переменное электромагнитное поле Квазиупругая сила притяжения к ядру Потери энергии, связанные с излучением

Изображение слайда

найдем из уравнения движения электрона: 1. Вынуждающая сила 2. Квазиупругая сила 3. Сила "трения" Решение уравнения:

Изображение слайда

Подставим P ( t )= n 0 er ( t ) и E ( t ) Положим  = 0, тогда  = 0. w w 0 n 2 1

Изображение слайда

Если в атоме N электронов и  0 i – резонансная частота – сила осциллятора С учетом затухания

Изображение слайда

1 n w 01 w 02 w g Зависимость показателя преломления от частоты Область аномальной дисперсии Область нормальной дисперсии Интенсивное поглощение

Изображение слайда

Для фиксированной частоты или длины волны p n 1 T 1 T 2 > T 1 T 2

Изображение слайда

Дисперсией света называют явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты. Электромагнитная волна, распространяющаяся в веществе есть результат интерференции первичной волны со вторичными волнами, возникающими вследствие колебаний электронов, обусловленных действием поля первичной волны.

Изображение слайда