Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 148

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 .. 142 143 144 145 146 147 < 148 > 149 150 151 152 153 154 .. 236 >> Следующая


г = A cos (of + фо),

где

еЕо , 23ю

А = j— и tg ф0 = -з •

/, 2 2.2 2 2 Шп-Ю

TnfJ(Gi0-Q) ) +4(5 О) Ш0 Ш

Соответственно

2

n0e E0 cos ((Of + ф0)

m*J(®l - о2)2 + 4(32ю2

Для описания свойств поглощающей свет среды вводят, наряду с комплексным показателем преломления (V.3.2.2°) п =

= п — ік, комплексную диэлектрическую восприимчивость %

и комплексную диэлектрическую проницаемость є:

P ~ ~2 ~

X = —=г и є = I + X» причем n = I + X •

E0E

Здесь P Vi E — комплексные значения поляризованности и напряженности поля:
§ V.3.5. ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ ДИСПЕРСИИ СВЕТА

489

так что

~ 2 , . ч2 - , П0е .itP0

Tl = (п - IK) =IH-------------j ....... =6 »

Е0т,]((й1 - ю2)2 + 4|32ш2 п2 - к2 =

2 2 2 2 n0e COSф0 _ п0е (O)0 -ю )

— 1 +--------- — — 1 + '

Z0TnJ(U)I-G)2)2 + 4pv e077i[(toS-(o2) +4pV]

п0е2зіпф0 2п0е2р<в

2л/с = -

lOmJ(O)0 - ш2)2 + 4(32to2 є0/тг[(Ш0-(02)2 + 4р2ю2]

4°. В классической теории дисперсии света в газах каждая молекула газа рассматривается как система из q линейных осцилляторов. Если (Oq^ и Pj — собственная циклическая частота и коэффициент затухания у-го осциллятора, то

„ 2 Q .2 2Ч,

+2»f-f (O0j-O )/, , _

E°m;-i(<-“2) +4Р,2ш2

И

ПАС =

Р/Л

En77l , 2 2Ч2 _2 2

° y=i(“o/-“ ) +4(3,-(0

Безразмерный коэффициент /у характеризует вклад у-го осциллятора в дисперсию и поглощение света и называется силой осциллятора. В классической теории дисперсии значения CO0,- и fj предполагаются известными из опытов.

р

У газов к <SC 1, а п мало отличается от 1, так что п — 1 = = (п + l)(n - I) ~ 2(п - 1). Поэтому зависимость п от to имеет вид
490 ГЛ. V.3. ПОГЛОЩЕНИЕ, РАССЕЯНИЕ И ДИСПЕРСИЯ СВЕТА

Рис. V.3.2

График этой зависимости показан на рис. V.3.2.

Вблизи каждой из частот ш0у наблюдается аномальная дисперсия.

§ V.3.6. Излучение Вавилова—Черенкова

1°. Излучением (эффектом) Вавилова—Черенкова называется отличное от люминесценции (VI.2.5.B.10) излучение света, которое возникает при движении заряженных частиц в веществе со скоростями V, большими фазовой скорости V света в этом веществе. Условие существования этого излучения: (с/п) < V < с, где с — скорость света в вакууме, а п > 1 — показатель преломления вещества.

В процессе излучения Вавилова—Черенкова энергия и скорость излучающей свободной частицы уменьшаются, т. е. частица тормозится. Однако в отличие от обычного тормозного излучения медленно движущейся заряженной частицы (IV.4.3.4°), являющегося следствием изменения ее скорости, уменьшение скорости частицы при излучении Вавилова—Черенкова само является следствием этого излучения. Иными словами, если бы убыль энергии частицы на излучение Вавилова—Черенкова удавалось каким-либо образом восполнять и частица двигалась бы в веществе с постоянной «сверхсветовой» скоростью (V > и), то излучение Вавилова—Черенкова все равно наблюдалось бы, а тормозного излучения в этом случае не было бы.

2°. Заряженная частица вызывает кратковременную поляризацию вещества (111.4.2.2°) в окрестностях тех точек, через
§ V.3.6. ИЗЛУЧЕНИЕ ВАВИЛОВА—ЧЕРЕНКОВА

491

которые она проходит при своем движении. Поэтому молекулы среды, лежащие на пути частицы, становятся кратковременно действующими когерентными источниками (IV.3.5.1°) элементарных электромагнитных волн, интерферирующих при наложении.

Если V < V = с/п, то элементарные волны гасят друг друга. Пусть заряженная частица движется со скоростью V (V < и) вдоль оси OX (рис. V.3.3) и в моменты времени f и t + At находится соответственно в точках А и В, расстояние между которыми I = VAf. Разность хода элементарных волн, которые излучаются из точек А и В в произвольном направлении п, составляющем угол а с вектором V,

Для каждого значения А, длины волны излучения можно найти такое значение I = IaX, при котором Д = Я/2, так что элементарные волны гасят друг друга:

При I = IaX излучение в направлении п из любой точки M отрезка AB траектории заряженной частицы гасится при интерференции излучением в том же направлении из сходственной ей точки N соседнего участка BC = AB = IaX, отстоящей от M на расстоянии MN = IaX- Поэтому при равномерном прямолинейном движении заряженной частицы в веществе с «досве-товой» скоростью частица не излучает.

V

Д = DF = (v -V cos a)At = 1(-- cos а).

Рис. V.3.3

Рис. V.3.4
492

ГЛ. V.4. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

3°. Если частица движется в веществе со «сверхсветовой» с

скоростью V > V — -, то значение Zot^, удовлетворяющее условию гашения элементарных волн,

к

I

ак

V

—-cos ос

можно наити для всех значении угла а, кроме значения

\ v с

V = arccos Tt = arc cos —гг.

V nV

Для направления а = Ф разность хода элементарных волн, излучаемых из любых двух точек А и В траектории заряженной частицы (рис. V.3.3), равна нулю:

А = DF = (и - V cos д) At = 0.

Следовательно, элементарные волны, распространяющиеся в направлении а = ¦&, взаимно усиливаются при интерференции, образуя результирующее излучение в этом направлении — излучение Вавилова—Черенкова. Свет, возникающий на каждом малом участке траектории заряженной частицы, распространяется вдоль образующих конуса, вершина которого О (рис. V.3.4) расположена на этом участке, ось совпадает с траекторией частицы, а образующие составляют с осью угол Ф = arccos (c/nV). Свет поляризован так, что вектор E направлен по нормали к поверхности конуса, а вектор H — по касательной к ней.
Предыдущая << 1 .. 142 143 144 145 146 147 < 148 > 149 150 151 152 153 154 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed