«физика» ПӘні бойынша оқУ-Әдістемелік кешен 050113 – «Биология» мамандығы үшін
- ші дәріс. Оптика. Геометриялық оптика
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Интерференция. Дифракция
- Электромагниттік сәулелердің затпен өзараәрекеттесуі.
- Жылулық сәулелер
| 4- ші дәріс. Оптика. Геометриялық оптика. Интерференция. Дифракция. Электромагниттік сәулелердің затпен өзараәрекеттесуі. Поляризация.
Максвелл теориясы. Френель формулалары. Максвелл теориясы деп, кез-келген жүйенің электрлік зарядтары мен тоқтарының біртұтас электромагниттік өрісінің теориясын айтады.. Максвелл теориясында электродинамиканың негізгі мәселесі шешіледі: зарядтар мен токтың белгілі таралуы бойынша, олардың электрлік және магниттік өрістерінің сипаттамалары ізделінеді. Максвеллдің электромагниттік теориясына сәйкес, электрлік және магниттік өзараәрекеттесулер, берілген ортадағы жарық жылдамдығына тең соңғы жылдамдықпен жүзеге асады. Максвелл теориясы жарық таралуының негізгі заңдарын алуға мүмкіндік береді: Электромагниттік өріс үшін жазылған шекаралық шарттарды пайдалана отырып, екідиэлектрлік ортаның бөлімінің бетінде электромагниттік толқындардың шағылу және сыну заңдылықтарын алуға болады. Түскен, шағылған және сынған толқындардың Е векторының тербеліс амплитудаларының арасындағы байланыс, р- және s- толқындар жағдайында Френель формулалары бойынша өрнектеледі: Геометриялық оптика жуықтауы. Ферма принципі. Жарықтың шағылу және сыну заңдары. Геометриялық оптика– оптикалық жүйелерде кескіндерді құрудың жуықтау әдісін ұсынады. 1) Біртекті ортада жарық сәулелері бір-біріне тәуелсіз тарайды. 2) Сәуле, сыну көрсеткіші n болатын ортадан сыну көрсеткіші n болатын ортаға өткенде бөлу шекарасында мына қатынас орындалады: nsini= nsinr түсу бұрышы i мен сыну бұрышының r арасында. Геометриялық оптиканың әдістері, оптикалық жүйелерде кескіндерді құруды сипаттауға мүмкіндік береді (лупа, микроскоп, телескоп және т.б.). Ферма принципі қарастырылады (ең аз уақыт принципі), оның салдары біртекті ортада жарықтың түзусызықты таралуының заңдары болып табылады. Интерференция. Дифракция. 1. Жарықтың когеренттілігі. Интерференцияны алудың тәсілдері. 2. Гюйгенс-Френель принципі. Фраунгофер дифракциясы. Френель дифракциясы. 1. Жарықтың когеренттілігі. Интерференцияны алудың тәсілдері. Когеренттілік дегеніміз – бірнеше тербелмелі немесе толқындық процестердің кеңістікте және уақыт бойынша келісіп өтуі. Бұл шартқа, кеңістікте белгілі бір, қатаң тұрақты жиілікпен шектелмеген монохроматты толқындар жауап береді. Шектелген уақыт аралығында шығарылатын және кеңістіктің шектелген облысын қамтитын, реал толқындар монохроматты болып табылмайды. Уақыттық және кеңістіктік когеренттілік талқыланады, интерференция көздері өлшемінің ролі зерттеледі. Жарықтың нтерференциясын бақылаудың кейбір әдістері қарастырылады (Юнг әдісі, Френель айналары, Ллойд айналары және т.б.). 2. Гюйгенс-Френель принципі. Фраунгофер дифракциясы. Френель дифракциясы. Толқындардың түзусызықты емес таралуы қарастырылады: бөгеттерді орағытып өтуі және толқындардың геометриялық көлеңке облысына енуі. Жарық дифракциясының негізгі сапалы заңдылықтары мен табиғаты, негізгі принциптердің көмегімен анықталуы мүмкін. Гюйгенс-Френель принципіне сәйкес, қандайда жарық көзімен қоздырылған жарық толқындары когерентті екінші реттік толқындардың суперпозициясының нәтижесі болып табылады. Френель зоналарының көмегімен, әртүрлі жағдайлар үшін, екінші ретті жарық көздерінің сәулелерін талдаудың негізгі идеясын түсіндіруге болады. Фраунгофер дифракциясын, дифракциялық торды және периодтық құрылымдардағы дифракцияны оып-үйрену кезінде алыс зонадағы дифракция ретінде талдауға болады. Френель дифракциясы жақын зонадағы дифракция ретінде қарастырылады. Электромагниттік сәулелердің затпен өзараәрекеттесуі. 1. Жарықтың қалыпты және аномаль дисперсиясы. 2. Жарықтың жұтылуы. 1. Жарықтың қалыпты және аномаль дисперсиясы. Жарық дисперсиясы деп – ортада, жарықтың фазалық жылдамдығының оның жиілігінен тәуелділігін атайды. Жиілік өскен сайын, ортаның сыну көрсеткіші артатын жиіліктер мәнінің облысы қалыпты дисперсияға сәйкес келеді. Дисперсия аномаль деп аталады, егер жиілік өскен сайын ортаның сыну көрсеткіші кемитін болса. Жарық дисперсиясын, ортаның диэлектрлік өтімділігінің ортаның поляризациясын тудыратын, жарықтың айнымалы электромагниттік өрісінің жиілігінен тәуелділігі түрінде қарастыруға болады. Көріну жарығының жиіліктері үшін, ортаның поляризациясы атомдар мен молекулалардың оптикалық электрондарының ығысуы нәтижесінде пайда болады. 2. Жарықтың жұтылуы. Жарық жұтылуы деп, жарық толқындары зат ішінде тарағанда оның энергиясының кему құбылысын айтады. Жарық жұтылғанда, толқынның энергиясы заттың ішкі энергиясына айналады немесе спектрлік құрамы басқаша болатын және таралу бағыты да басқа, екінші реттік сәулелердің энергиясына айналады. Жарықтың жұтылуы Бугер-Ламберт заңымен сипатталады. Жылулық сәулелер 1. Жылулық сәулелердің заңдары. 2. Планк формуласы. 1. Жылулық сәулелердің заңдары. Заттың ішкі энергиясы есебінен пайда болатын және сәуле түрінде шығарылатын электромагниттік сәулелер жылулық немесе температуралық сәулелер деп аталады. Жылулық сәулелер ғана затпен термодинамикалық тепе-теңдікте болады. Жылулық сәулелерді зерттеу кезінде, тепе-теңдіктегі сәулелердің негізгі заңдары (Стефан-Больцман заңы, Виннің ығысу заңы және т.б.) анықталған – абсолют қара дене моделін қолданады. 2. Планк формуласы. Жылулық сәулелерді зерттей отырып, Планк энергияның квантталуы туралы идеясын ұсынды. Атомдық жүйенің энергиясы үздіксіз өзгере алмайды. Атомдық жүйе, энергияның белгілі мәндерінің жиынтығына ғана ие. Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы үшін жазылған Планк формуласы тәжірибемен жақсы келіседі. Негізгі әдебиеттер: 4, 5, 7, 9. Қосымша әдебиеттер: 15,17. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|