Свойства электромагнитных излучений

Свойства электромагнитных излучений. Электромагнитные излучения с различными длинами волн имеют довольно много различий, но все они, от радиоволн и до гамма-излучения, одной физической природы. Все виды электромагнитного излучения в большей или меньшей степени проявляют свойства интерференции, дифракции и поляризации, характерные для волн. Вместе с тем все виды электромагнитного излучения в большей или меньшей мере обнаруживают квантовые свойства. [c.278]

Как уже указывалось (см. 2.6), электромагнитное поле характеризуется моментом импульса. Для системы, описанной в терминах фотонной физики, должен удовлетворяться закон сохранения момента импульса. Оценивая проекцию момента импульса фотона на направление импульса, можно получить одно из основных свойств электромагнитного излучения — его поляризацию, которая столь просто вводилась в волновой оптике. Более подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки нашей книги. [c.449]

Рассматривается первое экспериментальное свидетельство корпускулярных свойств электромагнитного излучения, теоретическое истолкование которых привело к установлению понятия фотона. [c.18]

Такое представление противоречит всем экспериментальным фактам, связанным с волновыми свойствами электромагнитного излучения. Например, любой луч, связанный с электромагнитной волной, может рассматриваться как возможная траектория фотона, а фотон представляется как объект, движущийся одновременно по всем лучам. Представление о пребывании фотона в какой-то пространственной точке лишено смысла еще и потому, что он не может находиться в покое и движется со скоростью света. [c.37]

Однако главная причина непригодности микроволнового диапазона для зрения связана с корпускулярными свойствами электромагнитного излучения и существованием больших шумов в этом диапазоне, которые делают невозможным зрение Глазами, имеющими температуру порядка температуры тела человека или животных. [c.14]

Физическая оптика — раздел физики, в котором изучаются природа и свойства электромагнитного излучения, взаимодействие различных видов излучения со средой, законы преобразования излучения и явления, возникающие при прохождении его через оптические среды и устройства. Принципы построения оптико-физических систем также относятся к области этой науки. [c.5]

Свойства электромагнитного излучения при конечных тем-перат)фах определяются температурной гриновской функцией ) т, Г2, [c.328]

Распространение электромагнитной волны в рассеивающей и поглощающей среде характеризуется трансформацией электрического вектора Е и магнитного вектора Н. Без большой потери общности можно принимать во внимание только наличие электрического вектора Е, поскольку в дальнейшем нас будут интересовать свойства электромагнитного излучения в окружающем рассеивающую частицу воздухе. При этом направление вектора Е определяет направление поляризации излучения. [c.9]

В этом пункте мы будем рассматривать электрические и магнитные поля в сферической бегущей волне, образованной колеблющимся точечным зарядом. Полученные результаты помогут нам понять свойства электромагнитного излучения, испускаемого атомами, радиостанциями, звездами, и ответить на вопрос о причине голубого цвета неба. [c.328]

Радиографический метод контроля. Данный метод предназначен для выявления внутренних дефектов непроваров, внутренних трещин, пор и шлаковых включений. Контроль основан на свойстве электромагнитных излучений проникать через металл и при этом поглощаться металлом с разной интенсивностью в зависимости от его толщины и плотности. Дефектные места отличаются пониженной толщиной и плотностью, поглощают излучение в меньшей степени, чем основной металл, что регистрируется специальным прибором. Недостатком данного метода контроля является обнаружение дефектов на небольшой глубине шва — до 3% глубины шва. [c.121]

Выдвижением своей гипотезы о дискретности энергетических состояний осциллятора Планк (1900 г.) заложил основу квантовой теории. Правда, при выводе своей формулы для спектральной плотности теплового излучения он приписывал свойства дискретности только нагретому телу, а не электромагнитному излучению. [c.338]

Гамма-излучение — самое коротковолновое электромагнитное излучение (Л 10 м). Его особенностью являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Поэтому гамма-излучение обычно рассматривают как поток частиц — гамма-квантов. В области длин волн от 10" до 10 м диапазоны рентгеновского и гамма-излучений перекрываются, в этой области рентгеновские и гамма-кванты по своей природе тождественны и отличаются лишь происхождением. [c.280]

Рентгеновские лучи характеризуются весьма малой длиной волны (X < 100 А), а их свойства сильно отличаются от свойств других видов электромагнитного излучения. Рентгеновские лучи возникают в результате бомбардировки антикатода разрядной трубки быстрыми электронами. Кинетическая энергия электронов == qll и проникающая способность рентгеновских лучей возрастают с увеличением положенной разности потенциалов и. [c.13]

Теперь необходимо более подробно исследовать эти свойства электромагнитных волн. Этими основными характеристиками служат наличие плоского фронта, монохроматичность и существование определенной поляризации излучения. Разберем их последовательно, уделяя особое внимание вопросу о том, в какой степени такую абстракцию можно реализовать на опыте. [c.31]

По мере накопления экспериментальных фактов о свойствах ц-мезона все отчетливее становится заметным его удивительное сходство с электроном. В самом деле и-мезоны и электроны имеют одинаковые спины (s = V2), барионные (В=0) и электрические (z= l) заряды. И те и другие участвуют в слабом взаимодействии со всеми его особенностями (малое сечение, нарушение закона сохранения четности). И те и другие не участвуют в сильном взаимодействии. И те и другие сходным образом участвуют в электромагнитном взаимодействии например, л -мезоны так же, как электроны, могут входить в состав атома, образуя х-мезоатом энергетические переходы [г -мезона в .i -мезоатоме сопровождаются испусканием электромагнитного излучения (см. предыдущий раздел). [c.119]

Оптические свойства твердых тел, или, точнее говоря, физические процессы, протекающие в кристаллах при их взаимодействии с электромагнитным излучением в оптическом диапазоне длин волн, весьма разнообразны. Взаимодействия света с твердым телом можно разделить на два типа взаимодействие с сохранением [c.303]

Генератор является самостоятельным источником электромагнитного излучения. Излучение генератора полностью определяется его внутренними свойствами способом и мощностью накачки, особенностями отражения и пропускания зеркал, наличием внутри резонатора потерь энергии. [c.278]

Рентгеновским излучением называют электромагнитные колебания с длиной волны X от 10 до 10 нм. Чрезвычайно малые длины волн рентгеновского излучения, соизмеримые с межатомными расстояниями в твердых и жидких телах, обусловливают своеобразные свойства этого излучения. Показатель преломления рентгеновского излучения определяется выражением [c.959]

Тем не менее решения уравнения Шредингера должны существовать, и поэтому оказалось возможным ввести, как и в теории кристаллов, понятие плотности состояний iV(e). При этом величина Ы ъ)йг — количество состояний электронов с заданным направлением спина в единице объема и в интервале энергий между е и е + Если электроны рассеиваются слабо, то достаточно хорошим оказывается приближение свободных электронов. В этом случае, как и ранее, можно ввести сферическую поверхность Ферми, и Ы г) будет определяться уже известной формулой (4.89). Подобная ситуация реализуется, например, для жидких металлов. В случае сильного рассеяния N(е) может значительно отличаться от (4.89), и поверхность Ферми, строго говоря, ввести нельзя. Экспериментальные исследования преимущественно оптических и электрических свойств некристаллических веществ и их теоретический анализ показали, что и для этих материалов в энергетическом спектре электронов можно выделить зоны разрешенных и запрещенных энергий. Об этом свидетельствует, в частности,, резкий обрыв рая поглощения видимого или инфракрасного излучения для материалов (кванты электромагнитного излучения энергии, меньшей некоторой критической, не могут возбуждать электроны [c.276]

Приведенные в этом пункте свойства взаимодействия электромагнитного излучения с ограниченными в пространстве физическими системами имеют общий характер и в равной степени применимы к молекулам, атомам, ядрам и элементарным частицам. [c.164]

С другой стороны, нейтрон по своим физическим свойствам сильно отличается от Y-кванта. Поэтому нейтронная оптика имеет ряд совершенно своеобразных черт. Отличие нейтронной оптики от обычной обусловлено следующими основными причинами. Во-первых, электромагнитное излучение взаимодействует с электронами атомных оболочек, а нейтроны в основном взаимодействуют с ядрами (важное исключение будет рассмотрено в п. 7), Возникающие в связи с этим особенности будут рассмотрены в пп. 3, 4. Во-вторых, нейтрон имеет большую массу покоя, в то время как масса покоя фотона равна нулю. На волновом языке это означает, что у нейтронов связь частоты с длиной волны и скорость распространения волн совершенно иные, чем у электромагнитного излучения. Именно, для нейтронов [c.550]

Релаксация фотопроводимости. Изменение электрических свойств полупроводников под влиянием электромагнитного излучения зависит от времени (релаксация). После прекращения облучения проводимость более или менее быстро возвращается к тому значению, которое она имела до облучения. У одних полупроводников это длится микросекунды, у других измеряется минутами и даже часами. Знание инерционности фотопроводимости различных полупроводниковых веществ важно при разработке, например, фоторезисторов, к быстродействию которых [c.247]

В радиационной дефектоскопии деталей ГШО используют рентгено-и гамма-излучения, представляющие собой разновидность электромагнитных колебаний с длиной волны соответственно от 6-10 до 10 м и от 10 до 4-10 м. Особые свойства этих излучений связаны с тем, что они обладают гораздо большей энергией, чем, например, видимый свет, не подвергаются воздействию магнитных и электрических полей, засвечивают фотоматериалы, вызывают люминесценцию некоторых химических соединений, ионизируют газы, нагревают облучаемое вещество, воздействуют на живые организмы. [c.12]

Прежде всего следует различать корпускулярное излучение, состоящее из частиц с массой, отличной от нуля, и фотонное или электромагнитное излучение, состоящее из не имеющих массы фотонов, Корпускулярные излучения могут состоять как из заряженных частиц, так и из частиц с нулевым зарядом. Некоторые виды корпускулярных излучений существуют в природе. Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при ядерных превращениях изотопов тяжелых элементов, располол<енных в периодической системе после свинца. Бета-излучение представляет собой поток электронов или позитронов, испускаемых при бета-распаде ядер различных элементов периодической системы или нестабильных частиц. Свойства некоторых частиц приводятся в табл. 14.1. [c.332]

Следует сказать, что квантовая теория, возникшая в области электромагнитного излучения, оказалась весьма плодотворной и легла в основу современных представлений о строении вещества. Двойственный характер природы излучения послужил поводом для аналогичных обобщений при изучении свойств элементарных частиц материи и явился примером научного подтверждения диалектического закона единства и борьбы противоположностей. [c.12]

Носителем теплового излучения является поток частиц энергии, называемых квантами энергии или фотонами. Поток фотонов имеет наряду с корпускулярной природой свойства электромагнитных волн, поэтому излучение можно характеризовать волновыми понятиями и, в первую очередь, частотой колебаний v или длиной волны /, которые взаимно связаны формулой / —с v, где с - скорость распространения электромагнитных возмущений (скорость света). [c.188]

Излучение тепловое — электромагнитное излучение тела, возникающее за счет его внутренней энергии и определяемое его термодинамической температурой и оптическими свойствами [c.240]

При распространении электромагнитного излучения в периодических средах возникает много интересных и потенциально полезных явлений. К ним относятся дифракция рентгеновского излучения в кристаллах, дифракция света на периодических изменениях механических напряжений, возникающих при прохождении звуковой волны, и запрещенная зона для света в слоистых периодических средах. Эти явления используются во многих оптических устройствах, таких, как дифракционные решетки, голограммы, лазеры на свободных электронах, лазеры с распределенной обратной связью, лазеры с распределенным брэгговским отражением, брэгговские отражатели с высокой отражательной способностью, акустооптические фильтры, светофильтры Шольца и т. д. В данной главе мы рассмотрим некоторые общие свойства электромагнитного излучения в периодических средах и общую теорию его распространения в слоистой периодической среде. Эта теория имеет весьма близкую формальную аналогию с квантовой теорией электронов в кристаллах и поэтому позволяет использовать понятия блоховских волн, запрещенных зон, затухающих и поверхностных волн. Наконец, мы обсудим применение этой теории для решения ряда хорошо известных задач, таких, как расчет коэффициента отражения от брэгговского зеркала, коэффициентов пропускания фильтра Шольца и оптических поверхностных волн. Кроме того, мы обсудим двойное лучепреломление за счет формы и его применение в дихроичных поляризаторах. Периодические структуры играют также важную роль в интегральной оптике, рассмотрение которой мы отложим до гл. 11. [c.169]

Оптика, точнее — физическая оптика, есть раздел фпзики, изучающий свойства и физическую природу света, а также его взаимодействие с веществом. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра электромагнитного излучения — инфракрасную и ультрафиолетовую. Различные участки спектра электромагнитного излучения отличаются друг от друга длиной волны % и частотой v — величинами, характеризующими не только волновые, но и квантовые свойства электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр принято делить на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. З ги участки спектра различаются не по своей физической природе, а по способу генерации и приема излучения. Поэтому между ними нет резких переходов, сами участки перекрываются, а границы между ними условны. [c.9]

Исторически диапазон частот ш С в/h связывался с областью, где особенно четко проявляются волновые свойства излучения (классические осцилляторы — это стоячие электромагнитные волны максвелловской теории), а в диапазоне ш > OJh, в котором электрюмаг-нитное излучение больцман-подобно , — с областью, где преобладают корпускулярные его свойства (аналогичное разделение областей частот проявляется и в особенностях флуктуаций энергии равновесного излучения, см. том 3, гл. 1, задачу 13). После полного осознания смысла формулы Планка и признания безусловного авторитета ее автора такое интерпретационное разделение свойств электромагнитного излучения (сыфавшее, между прочим, значительную роль в становлении волновой механики) для излучения стало совершенно излишним оно во всех диапазонах и корпускулярное, и волновое одновременно. > [c.282]

Действие излучения на материалы. При оценке действия радиации на твердое тело констатируется изменение какого-либо свойства или ряда свойств тела, соответствующее определенной степени воздействия излучения, которую характеризуют дозой облучения. Доза — количество энергии, полученное единицей массы вещества в результате облучения. Взаимодействие излучений с твердым телом представляет собой сложное явление, которое в общем случае сводится к следующему возбуждение электронов, возбуждение атомов и молекул, ионизация атомов и молекул, смещение атомов и молекул с образованием парных дефектов Френкеля. Кроме того, в результате воздействия излучений возможны ядерные и химические превращения, а также протекание фотолити-ческих реакций. Все это приводит к уменьшению плотности, изменению размеров, увеличению твердости, повышению предела текучести, уменьшению электросопротивления, изменению оптических характеристик тела. Знание изменений свойств под действием облучений особенно важно при создании ядерно-энергетических установок, ряда устройств космических аппаратов [52]. Покрытия в космическом пространстве испытывают воздействие радиации, состоящей из электромагнитного излучения и потока частиц. Каждое [c.181]

Регистрация излучения в оптическом диапазоне базируется на фундаментальных свойствах электромагнитных волн. Отметим лишь наиболее важные способы индикации, в основе которых лежат фотоэлектрические явления (фотоэлементы, фотоумножители, электронно-оптические преобразователи и др.) фотохимические явления (в первую очередь фотоэмульсии) люминес- [c.11]

Остановимся подробнее на понятии теплового равновесия, очень важном для последующего изложения, в значительной мере связанного с изучением энергетики п юцессов излучения и поглощения света. Для этого полезно обратиться к термодинамическому рассмотрению явлений внутри замкнутой полости. Пусть стенки этой полости полностью отражают падающий на них свет. Поместим в полость какое-либо тело, излучающее световую энергию. Внутри полости возникнет электромагнитное поле и в конце концов ее заполнит излучение, находящееся в состоянии теплового равновесия с телом. Равновесие наступит и в том случае, когда каким-либо способом нацело устранится обмен теплом исследуемого тела с окружающей его средой (например, будем проводить этот мысленный опьгг в вакууме, когда отсутствуют явления теплопроводности и конвекции). Лишь за счет процессов испускания и поглощения света обязательно наступит равновесие излучающее тело будет иметь температуру, равную температуре электромагнитного излучения, изотропно заполняющего пространство внутри полости, а каждая выделенная часть поверхности тела будет излучать в единицу времени столько энергии, сколько она поглощает. При этом равновесие должно наступить независимо от свойств тела, помещенного внутрь замкнутой полости, влияющих, однако, на время установления равновесия. Плотность энергии электромагнитного поля в полости, как показано ниже, в состоянии равновесия определяется только температурой. [c.400]

Хотя уже первые исследователи рентгеновских лучей (Стокс, Д. А. Гольдгаммер и отчасти сам Рентген )) высказывали мысль, что рентгеновские лучи суть электромагнитные волны, возникающие при торможении быстрых электронов, ударяющихся об анод, однако ряд свойств рентгеновского излучения трудно было примирить с его волновой природой. Вообще исследование большинства его свойств давалось с большим трудом. Долго не удавалось наблюдать отражение и преломление рентгеновских лучей при переходе из одной среды в другую. Рентген смог только обнаружить слабые следы рассеяния рентгеновских лучей, что, конечно, легко было объяснить и исходя из предположения о корпускулярной их природе. [c.407]

Двухуровневый атом. Наиболее простая ситуация при взаимодействии электромагнитного излучения с атомом возникает тогда, когда можно считать, ч го излучение влияег лишь на два состояния атома, а его влияние на остальные состояния пренебрежимо мало. Ясно, что возможность такого подхода обусловливае 1ся как свойст вами энергетического спек тра и состояний атома, так и свойствами излучения. Для этого необходимо, чтобы излучение было достаточно когерентным, ширина линий излучения была достаточно малой и, кроме того, центральная частота (О линии излучения находилась в резонансе с частотой квантового перехода между соответствующими энергетическими уровнями, т. е. выполнялось условие ю = Ej — [c.257]

Преимущество феноменологического подхода состоит в том, что справедливость термодинамических соотношений и выводов не нарушается, когда в ходе развития физики непрерывно углубляются или даже в корне изменяются представления о строении вещества. Общие термодинамические соотношения применимы к веществам в любом состоянии — газам, парам, твердым и жидким телам, а также к электромагнитному излучению, — несмотря на большие ра,зличня в конкретных физических свойствах этих форм материи [c.11]

Позже мы еще вернемся к интригующему процессу радиоактивного распада и тому значению, которое он представляет для практического применения ядерной энергии. А сейчас подчеркнем, что излучение частиц радиоактивными атомами не является однородным. Вместе с уже упоминавшимися положительно заряженными частицами испускаются отрицательно заряженные (которые называют бета-частицами). Кроме альфа- и бета-частиц, распад сопровождается испусканием гамма-лучей, которые представляют собой кванты электромагнитного излучения и по своим свойствам подобны peH eH0B raM j 4aMjjij еще большей про- [c.17]

Ионизирующие и электромагнитные излучения. Современные изделия, o oj бенио изделия космической и ядерной техники, подвергаются воздействию ионизирующих излучений, создающих при взаимодействии с веществом заряженные атомы и молекулы — ионы. Гамма-излучение, нейтронное, электронное, протонное излучения, а также альфа-частицы могут вызвать повреждения. Наибольшую опасность представляют поток нейтронов и гамма-излучение, влияние которых усиливается в зависимости от их интенсивности и времени воздействия. Непрерывная проникающая радиация вызывает постепенное необратимое изменение электрических, механических, химических и других свойств материалов. Импульсная радиация, действующая короткое время (10 —10 с), приводит к необратимым изменениям электрофизических свойств изделия, а также из-за большой плотности, создаваемой ионизации, может вызвать и обратимые изменения электрических характеристик изделий и материалов. [c.17]

Повышение качества изготовления и эксплуатации машин в большой степени зависит от создания и внедрения средств технического диагаости-рования. Проверка исправности, правильности функционирования, поиска дефектов и оценка технического состояния машин требует измерения 400 параметров качества, представляющих собой свойства объектов, обусловливающих их соответствие предъявляемым требованиям. Известны группы диагностических параметров и признаков, характеризующих технические, эксплуатационные, физические, механические и другие свойства объектов. Техническое диагностирование осуществляется посредством измерения количественных значений параметров качества, которые, в свою очередь, зависят от влияющих на них факторов механических нагрузок и климатических воздействий, биологических и специальных сред, а также ионизирующих и электромагнитных излучений. Общее число влияющих факторов превосходит несколько десятков. Они также подвергаются измерениям при техническом диагностировании машин. [c.111]

Второе свойство равновесного излучения заключается в отсутствии у него поляризации для любого направления луча S и любой частоты v. Это свойство вытекает из следующих соображений. Если бы в условиях термодинамического равновесия существовала поляризация для какого-то одного направления и одной длины волны, то, поставив на пути распространения этого луча поляризационное устройство, пропускающее волны определенной поляризации, можно было бы осуществить перенос излучения в термодинамичеоки равновесной системе, что противоречит второму началу термодинамики. Следовательно, равновесное излучение должно обладать естественной поляризацией и ни одна ориентация электромагнитного вектора е должна иметь преимущества перед другими для всех частот и направлений луча. [c.61]

Тепловым, или температурным, называют электромагнитное излучение нагретых тел. Согласно современным представлениям тепловое излучение, подобно свету, обладает как волновыми, так и карпускулярными свойствами. Эти свойства дополняют друг друга, но никогда не проявляются одновременно. В одних явлениях проявляются волновые свойства излучения, в других — карпускуляр-ные. Волновые свойства излучения объясняют закономерности его распространения, а карпускулярные свойства — такие явления, как отражение, поглощение, испускание, фотоэффект. [c.7]

СПОСОБНОСТЬ [вращательная — отношение угла поворота плоскости поляризации света к расстоянию, пройденному светом в оптически активной среде излучательная — отношение светового потока, испускаемого светящейся поверхностью, к площади этой поверхности и к интервалу частот, в котором содержится излучение отражательная — отношение отраженной телом энергии к полной энергии падающих на него электромагнитных волн в единичном интервале частот поглощательная— отношение поглощенного телом потока энергии электромагнитного излучения в некотором интервале частот к потоку энергии падающего на него электромагнит-, ного излучения в том же интервале частот разрешающая прибора — характеристика способности прибора (оптического давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта спектрального давать раздельные изображения двух близких друг к другу по длинам волн спектральных линий) тормозная — отношение энергии, теряемой ионизирующей частицей на некотором участке пути в веществе, к длине этого участка пути] СРЕДА [есть общее наименование физических объектов, в которых движутся тела или частицы и распространяются волны активная — вещество, в котором осуществлена инверсия населенностей уровней энергии и в результате чего может быть достигнуто усиление электромагнитных волн при их прохождении через вещество анизотропная — вещество, физические свойства которого неодинаковы по различным направлениям гнротронная — среда, в которой существует естественная или искусственная оптическая активность диспергирующая — вещество, фазовая скорость распространения волн в котором зависит от их частоты изотропная — вещество, физические свойства которого одинаковы по всем выбранным в нем направлениям конденсированная—твердая или жидкая среда] [c.279]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...