- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Следствия из уравнений Максвелла: распространение ЭМВ в пространстве, свойства ЭМВ презентация
Содержание
- 1. Следствия из уравнений Максвелла: распространение ЭМВ в пространстве, свойства ЭМВ
- 2. Система уравнений Максвелла:
- 3. Решение системы уравнений: Уравнения, описывающие периодические процессы:
- 5. Следствия: ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями
- 6. 3. Источниками ЭМВ являются движущиеся с
- 7. Очень грубая модель энергетического состояния электрона, связанного
- 8. Основное состояние Вероятность состояния
- 9. Источник «длинных» ЭМВ: LC – контур: +
- 10. 4. Скорость распространения ЭМВ в вакууме:
- 11. Показатель преломления среды относительно вакуума Скорость распространения
- 12. Колебательный контур аппарата для терапевтической диатермии
- 13. В физиотерапии часто применяются электромагнитные волны
- 14. На какой частоте суда передают сигнал бедствия,
- 15. Длина световой волны в вакууме равна 555
- 16. Спектр ЭМВ Радиоволны λ > 5·10-5 м
- 17. Экспериментальное доказательство волновой природы явления (процесса) –
- 18. Когерентные источники: одинаковая частота (период)
- 19. Когерентные волны
- 20. Колебания электрического поля в точке
- 21. Лучи
- 22. Суммарное колебание электрического поля в точке С: Уравнение колебания в точке С:
- 23. Амплитуда результирующего колебания в точке С: (*) (**)
- 24. Условие максимума амплитуды колебаний в точке С
- 25. (***) (****) Вывод:
- 26. Разность хода волн от двух когерентных источников
- 27. Опыт Юнга по интерференции на двух щелях
- 28. (монохроматический свет) е1
- 29. В точке А удаленного экрана наблюдается max
- 30. Δх – геометрическая разность хода интерферирующих лучей
- 31. λ = λ0 – длина волны света
- 32. При отражении света от оптически более плотной
- 33. Мыльная пленка толщиной h = 0,3 мкм
- 34. падающий луч луч, отраженный
- 35. Оптическая разность хода лучей: Цвет пленки определяется
- 36. Для просветления оптики применяют тонкие пленки.
- 37. Дифракционная решетка – спектральный прибор
- 38. Удаленный экран ДР Условие максимума для ДР:
- 39. Определить период решетки шириной L = 2,5
- 40. Чему равна постоянная (период) дифракционной решетки,
- 41. Оранжевый свет с длиной волны 600 нм
- 42. Дифракционная решетка освещена нормально падающим монохроматическим
- 43. Характеристики дифракционной решетки, как спектрального прибора: Период
- 44. 3. Разрешающая способность дифракционной решетки:
- 45. Дифракционную решетку с числом щелей N
- 46. С помощью дифракционной решетки с периодом
- 48. Вид А Плоско-поляризованный свет Источник
- 49. Естественный свет
- 50. Частично-поляризованный свет Плоско-поляризованный свет = + Естественный свет
- 51. Диэлектрик n1 n2 i1 i1 i2
- 52. Закон Брюстера:
- 53. При какой высоте солнца над горизонтом солнечный
- 54. Поляризатор Анализатор α E0 E=E0 cosα
- 55. Закон Малюса:
- 56. Чему равен угол φ между главными плоскостями
- 57. Оптически активные вещества (ОАВ) ОАВ
- 58. Определить удельное вращение [α0] для раствора сахара,
- 59. Оптическая среда Падающий свет
- 60. Поглощение – превращение энергии света в другие
- 61. Рассеяние происходит на пространственных неоднородностях среды Инородные малые частицы Флуктуации плотности (молекулярное рассеяние)
- 62. Неоднородность Инородные малые частицы (мутные среды) закон Рэлея
Система уравнений Максвелла:
Слайд 1Практическое занятие 11
Следствия из уравнений Максвелла:
распространение электромагнитных волн (ЭМВ) в
пространстве, свойства ЭМВ,
скорость распространения ЭМВ в вакууме и среде.
Интенсивность ЭМВ.
Шкала ЭМВ.
Интерференция света: опыт Юнга,
интерференция в тонких пленках (нормальное падение).
Дифракция света.
Дифракционная решетка, как спектральный прибор.
Поляризация света.
Законы Малюса и Брюстера. Поляриметр.
Поглощение и рассеяние света.
Слайд 3Решение системы уравнений:
Уравнения, описывающие периодические процессы:
во времени для отдельной точки пространства;
в
пространстве для совокупности точек
в данный момент времени
в данный момент времени
Е0, В0 – амплитуды колебаний электрического и
магнитного полей
– циклическая частота колебаний
– волновое число
Слайд 5Следствия:
ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями
не частиц среды, а взаимосвязанных полей:
изменяющихся во времени и пространстве
электрического и магнитного полей
2. ЭМВ – поперечная волна: вектор
напряженности электрического поля колеблется
перпендикулярно направлению распространения волны
(именно составляющая электрического поля
определяет ощущение зрения),
вектор индукции магнитного поля колеблется в
перпендикулярной плоскости.
Слайд 63. Источниками ЭМВ являются движущиеся с
переменной скоростью (ускорением) заряженные
частицы
(f.eg.:электроны в атоме при переходе из одного
стационарного состояния в другое для световых волн
и ЭМВ больших частот)
стационарного состояния в другое для световых волн
и ЭМВ больших частот)
Слайд 7Очень грубая модель энергетического состояния
электрона, связанного с атомом:
ступеньки разной высоты и
ширины
Ступеньки возбужденных состояний
Е – энергия данного состояния;
Р – вероятность состояния
(ширина ступеньки)
Основное состояние
Карьерная
лестница
Слайд 8
Основное состояние
Вероятность состояния 3 меньше, чем 1 или 2,
происходит самопроизвольный процесс
Квант
излучения: ε32 = hν32 = Е3 – Е2
Квант излучения: ε21 = hν21 = Е2 – Е1
Квант: ε31 = hν31 = Е3 – Е1
Слайд 9Источник «длинных» ЭМВ: LC – контур:
+
-
Вывод: частота ЭМВ определяется только свойствами
источника
излучения
Слайд 104. Скорость распространения ЭМВ в вакууме:
5. Скорость распространения ЭМВ в
среде:
Длина ЭМВ в вакууме:
Слайд 11Показатель преломления среды относительно вакуума
Скорость распространения света в среде:
Длина волны в
среде:
6. Интенсивность световой волны
(энергия, переносимая световой волной за единицу
времени через единичную поверхность):
Слайд 12Колебательный контур аппарата для терапевтической
диатермии состоит из катушки индуктивности и
конденсатора емкостью С = 30 мкФ. Определить
индуктивность катушки, если частота генератора 1,0 МГц.
СИ:
С = 30 мкФ =
f = 1,0 МГц =
Слайд 13В физиотерапии часто применяются электромагнитные
волны с частотой 460 МГц. Определить
длину волны в
воздухе (ε = 1,00) и в мягких тканях (ε = 1,40).
воздухе (ε = 1,00) и в мягких тканях (ε = 1,40).
СИ:
Воздух:
Ткани:
Слайд 14На какой частоте суда передают сигнал бедствия,
если по международному соглашению
длина
радиоволны SОS равна 600 м?
радиоволны SОS равна 600 м?
В микроволновой терапии используются ЭМВ в
дециметровом диапазоне λ1 = 65,0 см и сантиметровом
диапазоне λ2 = 12,6 см. Определить частоты этих волн.
СИ:
СИ:
λ1 = 65,0 см =
λ2 = 12,6 см =
Слайд 15Длина световой волны в вакууме равна 555 нм.
Определить частоту волны,
скорость распространения
волны и длину волны в воздухе и воде.
волны и длину волны в воздухе и воде.
Слайд 16Спектр ЭМВ
Радиоволны λ > 5·10-5 м (12 диапазонов)
Оптическое излучение 1
мм > λ > 10 нм
(ИК, видимое 780 нм > λ > 380 нм, УФ)
(ИК, видимое 780 нм > λ > 380 нм, УФ)
Рентгеновское (Х – излучение) 10 нм > λ > 0,01 пм
γ – излучение 0,1 нм > λ
Слайд 17Экспериментальное доказательство волновой
природы явления (процесса) – опыты по
интерференции и дифракции
Интерференция
волн
Наложение когерентных волн
Области
взаимного усиления
Перераспределение энергии колебаний в пространстве
Области
взаимного ослабления
Слайд 18
Когерентные источники:
одинаковая частота (период) колебаний ω (Т);
неизменная во времени разность фаз
колебаний
φ0
Слайд 19
Когерентные волны
Лучи – направленные отрезки от источников
в рассматриваемую точку пространства
Луч 1
Луч
2
Слайд 20
Колебания электрического поля в точке С:
– геометрическая длина луча 1
(геометрический
ход луча 1)
Слайд 24Условие максимума амплитуды колебаний в точке С
(условие максимума интерференции):
Δх – геометрическая
разность хода лучей 1 и 2
(*) = (**)
Вывод:
Слайд 26Разность хода волн от двух когерентных источников
света равна 0,2 λ.
Чему равна при этом разность фаз?
(**)
Разность хода волн от двух когерентных источников
света в некоторой точке экрана равна Δх = 4,36 мкм.
Каков результат интерференции, если длина волны λ
равна: а) 670 нм; б) 438 нм; в) 536 нм?
рад. = º
Слайд 27Опыт Юнга по интерференции на двух щелях
(2 = ∞) (результат
может быть расширен на систему из
большего числа щелей):
большего числа щелей):
Слайд 28
(монохроматический свет)
е1
е2
Экран для наблюдения эффекта
е1 и е2 – когерентные источники света
парадокс
масштаба
Лучи 1 и 2 по существу параллельны
Слайд 29В точке А удаленного экрана наблюдается max
интерференции (светлая полоса):
На удаленном экране
наблюдается интерференционная,
симметричная относительно нулевого максимума
картина в виде чередующихся светлых и темных полос
симметричная относительно нулевого максимума
картина в виде чередующихся светлых и темных полос
Результат расчета интерференционной картины
для двух щелей может быть расширен на систему
из большего числа параллельных щелей
Слайд 30Δх – геометрическая разность хода интерферирующих
лучей
Вывод: расчет результата интерференции сводится
1.К
расчету разности хода интерферирующих лучей Δх
(геометрическая задача);
2. К проверке полученного значения Δх на условия
max или min.
(геометрическая задача);
2. К проверке полученного значения Δх на условия
max или min.
Слайд 31λ = λ0 – длина волны света в вакууме (воздухе)
Проверка на
max или min?
Оптическая разность хода:
Проверка
Слайд 32При отражении света от оптически более плотной
среды (с большим показателем преломления)
происходит смена фазы волны на противоположную,
что учитывается добавкой в Δ слагаемого
Оптическая разность хода:
Слайд 33Мыльная пленка толщиной h = 0,3 мкм освещается
белым светом, падающим перпендикулярно
ее
поверхности (α = 0). Пленка рассматривается в
отраженном свете. Показатель преломления мыльного
раствора равен n2 = 1,33.
Какого цвета будет при этом пленка?
поверхности (α = 0). Пленка рассматривается в
отраженном свете. Показатель преломления мыльного
раствора равен n2 = 1,33.
Какого цвета будет при этом пленка?
h = 0,3 мкм =
Слайд 34
падающий луч
луч, отраженный
от верхней поверхности
луч, прошедший
через пленку
луч, отраженный
от нижней
поверхности
интерференция в отраженном свете
Слайд 35Оптическая разность хода лучей:
Цвет пленки определяется условием максимума для
для волны
длиной λ:
Слайд 36Для просветления оптики применяют тонкие пленки.
Какой минимальной толщины должна быть
пленка,
чтобы пропускать без отражения свет длины волны
λ = 550 нм? Показатель преломления пленки n1 = 1,22.
Показатель преломления стекла оптики n2 = 1,38.
чтобы пропускать без отражения свет длины волны
λ = 550 нм? Показатель преломления пленки n1 = 1,22.
Показатель преломления стекла оптики n2 = 1,38.
Слайд 39Определить период решетки шириной L = 2,5 см,
имеющей N =
12500 штрихов.
Ответ записать в микрометрах.
Ответ записать в микрометрах.
Слайд 40Чему равна постоянная (период) дифракционной решетки,
если в спектре 2-го порядка
красная линия (700 нм)
видна под углом 30°?
видна под углом 30°?
Дифракционная решетка содержит N = 500 штрихов на
L = 1 мм. Найти наибольший порядок спектра для света
с длиной волны λ = 680 нм.
Слайд 41Оранжевый свет с длиной волны 600 нм и зеленый свет
с
длиной волны 540 нм проходят через
дифракционную решетку, имеющую 4000
штрихов на сантиметр. Чему равно угловое расстояние
между оранжевым и зеленым максимумами
третьего порядка?
дифракционную решетку, имеющую 4000
штрихов на сантиметр. Чему равно угловое расстояние
между оранжевым и зеленым максимумами
третьего порядка?
Слайд 42Дифракционная решетка освещена нормально падающим
монохроматическим светом. В дифракционной картине
максимум
второго порядка отклонен на угол φ1=14°.
На какой угол φ2 отклонен максимум третьего порядка?
На какой угол φ2 отклонен максимум третьего порядка?
Слайд 43Характеристики дифракционной решетки,
как спектрального прибора:
Период решетки;
Угловая дисперсия: способность различать на экране
излучения
с близкими длинами волн под разными углами
Слайд 45Дифракционную решетку с числом щелей
N = 10 000 используют
для
исследования спектра света в области 600 нм.
Найти минимальную разность длин волн, которую
можно обнаружить такой решеткой при наблюдении
максимумов второго порядка.
Найти минимальную разность длин волн, которую
можно обнаружить такой решеткой при наблюдении
максимумов второго порядка.
Слайд 46С помощью дифракционной решетки с периодом
d = 20 мкм требуется
разрешить дублет натрия
(λ1=589,0 нм и λ2=589,6 нм) в спектре второго порядка.
При какой наименьшей длине l решетки это возможно?
(λ1=589,0 нм и λ2=589,6 нм) в спектре второго порядка.
При какой наименьшей длине l решетки это возможно?
Слайд 53При какой высоте солнца над горизонтом солнечный
свет отражается от поверхности
озера
плоско-поляризованным? Показатель преломления
воды в области видимого света n = 1,33.
плоско-поляризованным? Показатель преломления
воды в области видимого света n = 1,33.
Слайд 56Чему равен угол φ между главными плоскостями
поляризатора и анализатора, если
интенсивность
естественного света, прошедшего через поляризатор
и анализатор, уменьшилась в 4 раза?
естественного света, прошедшего через поляризатор
и анализатор, уменьшилась в 4 раза?
Слайд 57Оптически активные вещества (ОАВ)
ОАВ
[α0] = град / % · м
[α0] =
град / м
Поляриметры (сахариметры)
Слайд 58Определить удельное вращение [α0] для раствора сахара,
если при прохождении света
через трубку с раствором
угол поворота плоскости поляризации равен α = 22°.
Длина трубки равна L = 10 см, концентрация раствора
равна С = 0,33 г/см3.
угол поворота плоскости поляризации равен α = 22°.
Длина трубки равна L = 10 см, концентрация раствора
равна С = 0,33 г/см3.
Слайд 59
Оптическая среда
Падающий свет
Проходящий свет
Поглощение
Рассеяние
Рассеяние
Поглощение и рассеяние света
Слайд 60Поглощение – превращение энергии света
в другие виды энергии
Молекула вещества
Закон Бугера –
Ламберта:
k – натуральный показатель поглощения
kλ – монохроматический натуральный
показатель поглощения
Слайд 61Рассеяние происходит на
пространственных неоднородностях среды
Инородные малые частицы
Флуктуации плотности
(молекулярное рассеяние)
