Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 132

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 236 >> Следующая

440

ГЛ. IV.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

rl-VZciu2 v=v*lTTvrc\ <vo-

3°. Из релятивистской теории эффекта Доплера (п. 1°) следует существование поперечного эффекта Доплера, наблюдающегося при Ь = я/2 и Ь = Зтх/2, т. е. в тех случаях, когда источник движется перпендикулярно к линии наблюдения:

V =V0Vl -(VZc)2.

Поперечный эффект Доплера значительно слабее продольного (ввиду малости V/c). Этот эффект обусловлен различием хода времени в системах отсчета, связанных с приемником и источником волн. Поэтому обнаружение на опыте поперечного эффекта Доплера явилось одним из важнейших экспериментальных подтверждений специальной теории относительности.

4°. Эффект Доплера, связанный с тепловым движением излучающих свет атомов газа, вызывает доплеровское уширение спектральных линий. Интервал частот света, регистрируемых

ДУд ДУд

приемником, простирается от V0----до V0 H—g-, где V0 —

частота монохроматического излучения неподвижного атома. Величина доплеровского уширения Дуд - JTZ т, где T — термодинамическая температура газа, т — масса атома.
ОТДЕЛ V

Оптика

Глава V.1 ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

§ V.I.I. Монохроматичность и временная когерентность света

1°. Оптикой называется раздел физики, занимающийся изучением природы света (IV.4.4.30), закономерностей его испускания, распространения и взаимодействия с веществом. В волновой оптике рассматриваются оптические явления, в которых проявляется волновая природа света (например, явления интерференции, дифракции, поляризации и дисперсии света). Так как свет представляет собой электромагнитные волны, то в основе волновой оптики лежат уравнения Максвелла (111.14.5.1°) и вытекающие из них соотношения для электромагнитных волн (IV.4.1). В классической волновой оптике рассматриваются среды, линейные по своим оптическим свойствам (IV.3.1.70), т. е. такие, диэлектрическая є и магнитная |і проницаемости которых не зависят от интенсивности света (IV.4.2.4°). Поэтому в волновой оптике справедлив принцип суперпозиции (IV.3.4.10).

Явления, наблюдающиеся при распространении света в оптически нелинейных средах, исследуются в нелинейной оптике. Нелинейные оптические эффекты становятся существенными при очень больших интенсивностях света, излучаемого мощными лазерами (VT.2.6.80).

2°. Экспериментально установлено, что действие света на фотоэлемент, фотопленку, флюоресцирующий экран и другие Устройства для его регистрации определяется вектором электрической напряженности E электромагнитного поля световой
442

ГЛ. V.l. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

волны, который поэтому иногда называют световым вектором. К такому же выводу приводит и классическая электронная теория, согласно которой процессы, вызываемые светом в веществе, связаны с действием поля световой волны на заряженные частицы вещества — электроны и ионы. Частоты видимого и более коротковолнового света столь велики (v > IO15 Гц), что сколько-нибудь значительные по амплитуде вынужденные колебания могут совершать только электроны. Сила, действующая на электрон со стороны электромагнитного поля (111.10.1.6°),

F = -е{Е + [V1B]) = -е{Е + HHoIv 1Н]}-

Здесь —е и V1 — заряд и скорость электрона, а В = HHoH — век' тор магнитной индукции. Из (IV.4.1.5°) следует, что абсолютная величина магнитной составляющей силы F значительно меньше ее электрической составляющей,

HHol[viH]| < HW1H = 0F- -еЕ,

Q

так как скорость электромагнитных волн v - 10 м/с, а скорость электрона в атоме при вынужденных колебаниях под

действием света U1- 10 м/с.

3°. При наложении света от других нелазерных источников1 (например, одинаковых газоразрядных ламп) или даже от разных участков одного и того же источника интерференция (IV.3.5.20) не наблюдается. Следовательно, независимые источники света некогерентны (IV.3.5.10), а их излучение немонохро-матично (IV.4.1.60). Причины этого заключены в самом механизме излучения света атомами (молекулами, ионами) источника света. Возбужденный атом излучает в течение очень коротко-



го промежутка времени высвечивания т - 10 с (IV.4.3.40), после чего он, растратив свою избыточную энергию на излучение, возвращается в нормальное (невозбужденное) состояние. Через некоторый промежуток времени атом может вновь возбудиться, получив энергию извне, и начать излучать. Такое

1 Имеются в виду обычные источники света (лампы накаливания и газоразрядные, электрическая дуга и т, п.), основанные на явлении спонтанного излучения (VI.2.6.60).
§ V.1.1. ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ

443

прерывистое излучение света атомами в виде отдельных кратковременных импульсов — цугов волн — характерно для любого источника света независимо от вида конкретных процессов, происходящих в нем и вызывающих возбуждение его атомов. При спонтанном излучении (VI.2.6.6°) атомы излучают независимо друг от друга со случайными начальными фазами, беспорядочно изменяющимися от одного акта излучения атома к другому. Поэтому спонтанно излучающие атомы представляют собой некогерентные источники света.

Иначе обстоит дело в случае вынужденного излучения, возникающего в неравновесной (активной) среде под действием переменного электромагнитного поля (VI.2.6.10). Вынужденное излучение всех частиц системы когерентно с возбуждающим его монохроматическим излучением, имеет ту же частоту, поляризацию и направление распространения. Эти особенности вынужденного излучения используются в квантовых генераторах — лазерах и мазерах (VI.2.6.8°).
Предыдущая << 1 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed