Взаимодействие электромагнитной волны с веществом

Действительно, уменьшение излучательной способности будет не беспредельно и, достигнув определенной величины, вновь начнет возрастать. Об этом свидетельствуют многие экспериментальные данные по степени черноты, полученные в зависимости от температуры для ряда тугоплавких соединений. Объяснение такого рода дает классическая электродинамика, рассматривающая излучение как результат взаимодействия электромагнитной волны с веществом. Если сообщить металлу и диэлектрику одинаковое количество тепловой энергии, то в металле энергия расходуется на возбуждение электронов и, следовательно, ведет к росту интенсивности излучения в диэлектрике часть энергии идет на изменение величины дипольного момента, т. е. наблюдается относительное уменьшение излучательной способности. Такой [c.66]

Нетрудно заметить, что эффект светового давления должен наблюдаться при отражении электромагнитных волн от любого вещества или их поглощении в облучаемом образце. Действительно, при всех изменениях светового потока должна возникать дополнительная сила, которую можно интерпретировать как давление света. Если исходить из наличия в веществе заряженных частиц (электронов), то мы вправе предположить, что при взаимодействии электромагнитной волны с веществом, приводящем к отражению или поглощению части светового потока, электрическая компонента электромагнитного поля будет раскачивать электрон с силой qE, сообщая ему скорость v. Другая составляющая электромагнитного поля (И) будет воздействовать на движущийся заряд с силой Лоренца Af q [vH]/ . Усреднение за период колебаний приводит к тому, что эффективное действие на движущийся заряд оказывает только эта составляющая силы Лоренца, которая много меньше (и << с) раскачивающей электрон силы [c.108]

Комплексные величины е и п характеризуют взаимодействия электромагнитной волны с веществом, в котором световая энергия частично поглощается. [c.305]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С ВЕЩЕСТВОМ [c.3]

Взаимодействие электромагнитной волны с веществом [c.5]

В основе работы оптического квантового генератора лежат следующие процессы взаимодействия электромагнитной волны с веществом спонтанное и вынужденное испускание и поглощение. [c.267]

В лазере используются три фундаментальных явления, происходящих при взаимодействии электромагнитных волн с веществом, а именно процессы спонтанного и вынужденного излучения и процесс поглощения. [c.10]

С теоретич. точки зрения, существование С. э. позволяет применить к явлениям взаимодействия электромагнитных волн с веществом закон сохранения момента количества движения. [c.457]

Преимущество практического использования вектора Стокса состоит также в возможности применения матричного формализма, важного для описания распространения электромагнитных волн и их взаимодействия со средой. В самом деле, вследствие линейности уравнений Максвелла результат взаимодействия электромагнитной волны с веществом можно записать в виде [c.11]

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом, состоящим из атомов, было рассмотрено с учетом членов высших порядков в теории возмущений уже в первые годы существования современной квантовой механики [1—3]. В последнее время снова возрос инте- [c.265]

Согласно электромагнитной теории света свойства среды для оптического диапазона длин волн характеризуются показателем преломления п = д/е, где е — диэлектрическая проницаемость вещества. На основании классической теории дисперсии показано, что величина п зависит от частоты электромагнитного поля, т. е. среда обладает дисперсией. Современная теория дисперсии может быть построена как при использовании классических представлений взаимодействия световой волны с веществом, так и с квантово-механических позиций. Будем опираться на классическую электронную теорию дисперсии, в которой учитывается воздействие проходящей через вещество световой волны не связанные электроны этого вещества с учетом или без учета силы торможения. [c.51]

Из электромагнитной теории света известно, что взаимодействие световой волны с веществом состоит в смещении электрических зарядов под действием поля падающей световой волны. Если учесть, что вынужденные колебания электронов происходят в направлении колебаний электрического вектора световой волны, то станет ясным, что величины смещения электрических зарядов анизотропной среды должны зависеть от состояния поляризации. Для анизотропной среды направления вектора электрической индукции О и вектора напряженности Е не совпадают. Тензор диэлектрической проницаемости симметричен г у === хг уг == Существуют три направления, для которых вектор электрической индукции оказывается параллельным вектору Е. Эти направления называются главными осями тензора диэлектрической проницаемости. Если привести тензор вц к главным осям X, К, 7, то получим [c.195]

Диэлектриками называют вещества, обладающие чрезвычайно малой в сравнении с металлами проводимостью. Это обстоятельство и определяет их оптические свойства, которые, как и для металлов, мы будем находить через взаимодействие электромагнитной волны с зарядами в ве ществе. [c.195]

Лазерный измеритель деформаций может быть приспособлен и для использования всей Земли или Луны в качестве приемной антенны для регистрации гравитационного излучения. Согласно общей теории относительности, колеблющаяся или вращающаяся масса, например двойная звезда, должна испускать гравитационные волны. Силовое воздействие этих волн на детектор перпендикулярно направлению распространения, как и у электромагнитного излучения. Взаимодействие этих волн с веществом вызывает расширения и сжатия. Поэтому форма планетарных тел, чувствующих их, будет слегка колебаться . Такие изменения формы настолько мало изменяют состояние деформации, что могут быть зарегистрированы только сверхчувствительным измерителем. [c.137]

Волновой оптикой называется раздел учения о свете, в котором световые волны (У. 1.1.Г) рассматриваются как электромагнитные волны (1У.4.1.Г), занимающие определенный интервал на шкале электромагнитных волн ( .3,7.1°). В волновой оптике рассматриваются классические законы излучения (1У.4.4.Г), распространения и взаимодействия световых волн с веществом. [c.364]

Амплитуда регистрируемого сигнала при прохождении вол ны по материалу уменьшается с увеличением расстояния от источника до объекта контроля по многим причинам. Обычно уменьшение амплитуды, вызванное расхождением волн, обратно пропорционально квадрату расстояния, а уменьшение, вызванное взаимодействием с материалом, определяется экспоненциальной зависимостью. В результате взаимодействия электромагнитного поля с веществом часть энергии переходит в теплоту, вследствие чего материал нагревается. Если материал неоднороден и размер неоднородности сравним с длиной волны излучения, то эти неоднородности могут вызывать дополнительное (резонансное) рассеяние, которое может привести к значительному уменьшению интенсивности принимаемого сигнала. [c.431]

Рассеяние света является результатом взаимодействия световых электромагнитных волн с электронами вещества, образующего мицеллы. Падающие волны вызывают периодические колебания в системе электронов мицеллы. Они испускают вторичные волны, которые и составляют рассеянное излучение Для дисперсных систем промежуточной дисперсности к рассеянному излучению добавляется также дифрагированная, преломленная и отраженная составляющие. Интенсивность рассеянного света единичной сферической прозрачной частицей вычисляется по уравнению [c.267]

Заряженные элементарные частицы и электромагнитные волны с большой энергией кванта, проходя через вещество, взаимодействуют с электронными оболочками и с ядрами атомов, образующих вещество. Эти взаимодействия приводят к упругому рассеянию частиц и квантов, к неупругому рассеянию, сопровождающемуся возбуждением и ионизацией атомов, возбуждением ядерных реакций, а также к нарушениям структуры вещества — так называемым радиационным поврежде-н и я м. [c.299]

Теория рассеяния света частицами представляет собой раздел последовательной теории взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона с веществом. Исходными в теории рассеяния являются уравнения Максвелла и материальные уравнения. Макроскопические уравнения Максвелла, представляющие собой [c.7]

Г. Оптикой называется раздел физики, в котором изучаются явления и закономерности, связанные с возникновением, распространением и взаимодействием с веществом световых электромагнитных волн (1 /.4.1.Г). Световые волны охватывают на шкале электромагнитных волн (У.3.7.Г) огромный диапазон, лежащий за ультракороткими миллиметровыми радиоволнами и простирающийся до наиболее короткого известного в настоящее время гамма-излучения—электромагнитных волн с длиной волны Х меньшей, чем 1 ангстрем (А) [1 А=10 м1. [c.343]

В соответствии с квантовой теорией носителями энергии излучения являются фотоны, представляющие собой поток частиц, взаимодействующий с веществом. Фотон характеризуется прежде всего величиной своей энергии, равной произведению hv, где /1=6,625-КФ Дж- с — постоянная Планка, а -V — частота колебаний эквивалентного электромагнитного поля, с Ч Длина волны X (м) связана с V через соотнощение [c.12]

В диэлектрических материалах электромагнитные колебания распространяются с фазовой скоростью, зависящей от диэлектрической проницаемости, и, естественно, со скоростью, меньшей чем в вакууме. Распространение электромагнитной энергии в среде сопровождается взаимодействием с атомами вещества. Точнее, происходит определенное воздействие электромагнитной волны на электрические заряды атома, что приводит к изменению либо скорости распространения, либо интенсивности потока. [c.117]

Анализ проведенных опытов позволяет ответить на вопрос, имеющий прямое отношение к взаимодействию излучения и вещества. В стоячей электромагнитной волне пучности векторов Е и Н пространственно разделены, и, следовательно, в принципе можно установить, какой из них ответствен за фотохимическое действие. В этих опытах свет отражался от металлической поверхности, которая, как уже указывалось, эквивалентна в смысле отражения диэлектрику с очень большим показателем преломления. Поэтому на границе раздела происходит изменение фазы вектора Е на п. [c.78]

Взаимодействие электромагнитной волны с веществом зависит от ее состояния поляризации. Например, если мы найдей вещество, в котором заряженные частицы могут свободно смещаться в направлении оси X и неподвижны в направлении у, то в таком веществе компонента Е падающей волны будет совершать работу над заряженной частицей, а компонента Е работу не совершит. Энергия электромагнитного излучения, связанная с Е , уменьшится (часть ее превратится в кинетическую энергию заряженных частиц и, в конечном счете, из-за столкновений между частицами — в тепло), в то время как амплитуда Еу от прохождения волны через вещество не изменится. Существуют вещества,. которые могут менять разность фаз компонент Е и Еу (но не вызывают заметного затухания этих компонент). В результате таких асимметричных (относительно Е - и -компонент) взаимодействий состояние поляризации электромагнитного излучения изменяется. Этот факт имеет много важных последствий. Зная, как вещество взаимодействует с излучением, мы можем определить состояние поляризации излучения, и, наоборот, наблюдая, как вещество меняет состояние поляризации, мы получаем возможность судить о его свойствах. Например, направление магнитного поля в нашем спиральном плече Галактики стало известно благодаря изучению зависимости поляризации радиоволн внегалактических источников от направления на источники и от длины волны излучения ). [c.352]

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом в этом приближении рассматривалось в ряде работ (см., например, обзоры [36—40]). Показано, что возможна макроскопическая трактовкая явлений с введением тензора нелинейной поляризуемости, который уже должен быть рассчитан из микроскопической теории. [c.160]

ОПТОЭЛЕКТРОНИКА — раздел электроники, охватывающий использование эффектов взаимодействия электромагнитных волн с электронами в веществах и методы о дания оптоэлектронных приборов для обработки, хранения и передачи информации ОПЫТ [Айвса и Стилуэлла подтвердил [c.255]

Например, в течение текущего столетия физика обогатилась такими областями науки, как специальная и общая теория относительности, квантовая механика, квантовая радиофизика, ядерная физика, физика элементарных частиц. В основе этих областей наук лежат теоретические представления, отличные от классической физики. К ним относятся корпускулярно-волновой дуализм вещества и поля, дискретность физических величин и другие. Однако эти принципы новой физики до последнего времени органически не входили особенно в школьный курс физики, а представляли собой приложение к классическому курсу. Между тем, уровень развития современной науки и техники требует, чтобы как в старших классах средней школы, так и в особенности в вузах курс физики был построен на базе современных физических идей, принципов и теорий. Закономерности классической физики должны являться начальной ступенью к современному пониманию вопросов и рассматриваться как частные случаи более общих законов и теорий. Повышение научного курса физики в духе современных физических идей открывает значительные перспективы перевода его политехнического содержания на качественно более высокую ступень. Например, изучение квантовых эффектов при взаимодействии электромагнитных волн с вепдеством, явления индуцированного излучения позволяет поставить вопрос о включении в программу изучения квантового генератора и усилителя, зонная теория твердого тела позволяет ввести обоснованные приложения в виде полупроводниковых приборов и техники идеи кориускулярно-волнового дуализма делают доступным понимание устройства и действия электронного микроскопа элементы теории относительности позволяют глубже познакомиться с принципами действия ряда технических установок для физики (ускорители элементарных частиц, счетчики Черенкова и т. п.). [c.200]

При прохождении призмы лучи света развой частоты будут иметь развые углы преломлевия и под разными углами падать на собщшощую линзу А, вследствие этого они пересекут фокальную плоскость в разных точках (см. Р2.6). Дисперсия света обусловлена взаимодействием электромагнитных волн с частицами вещества— молекулами, атомами, электронами. [c.194]

Предварительные замечания. В гл. VII, 8 мы рассматривали явленпя отражения, преломления, дисперсии электромагнитных волн феноменологически, т, е, не вдаваясь в механизм взаимодействия электромагнитных волн с частицами вещества, а характеризуя вещество в целом некоторым параметром — показателем преломления п. Пользуясь результатами 8, мы сможем рассмотреть отражение и преломление электромагнитных волн (в частности, света) совсем по-другому, раскрыть (механизм этих явлений. Заключается он в общих чертах в следующем ). (Будем говорить для наглядности о видимом свете). [c.333]

Возникает вопрос о правомерности использования формул Френеля (1.1) и (1.2), описывающих взаимодействие электромагнитного излучения с однородными и изоторопными средами в оптическом диапазоне длин волн, для рентгеновского излучения. Дело в том, что длина волны рентгеновского излучения сравнима с межатомными расстояниями, а у кристаллов — и с постоянной решетки. Тем не менее, как показано в работах [1, 20, 67], эффектами пространственной дисперсии в рентгеновской области можно, как правило, пренебречь и описывать вещество зависящей от частоты диэлектрической проницаемостью е (ш). С учетом этого обстоятельства, а также считая, что граница раздела достаточно гладкая (вопрос влияния шероховатостей будет подробно рассмотрен ниже), вполне правомерно описание отражения рентгеновского излучения с помощью формул Френеля. [c.12]

Нелинейные оптические эффекты при взаимодействии излучения с веществом связаны с тем, что под действием мощной электромагнитной волны в веществе создаются наведенные ангармонические осцилляторы, при этом возникают новые спектральные компоненты с кратными или комбинационными частотами [4.40]. Известны нелинейное (многофотонное) поглощение света, нелинейное отражение и ряд других явлений. Для нелинейно-оптических методов диагностики твердого тела типично высокое быстродействие характерные длительности импульсов при возбуждении нелинейного отклика лежат в фемто- и пикосекундном диапазонах. Из-за сложности и больших размеров установок для наблюдения нелинейных эффектов эта область оптики пока мало применяется для термометрии твердого тела. [c.106]

Характер взаимодействия световых электромагнитных волн с диэлектриком (преломление света, отражение, скорость прохождения и пр.) определяется взаимодействием света с заряженными частицами диэлектрика, которые под действием электрического поля световой волны смещаются и колеблются. Степень смещения этих частиц в свою очередь характеризует поляризуемость вещества, описываемую величинами а (поляризуемость) или е (диэлектрическая проницаемость). В результате поляризации вещества во внеишем поле меняется свобода подвижности частиц, а значит, и его оптические свойства. Говоря об оптических свойствах, прежде всего надо иметь в виду показатель преломления света п. В видимой части спектра взаимодействие света с веществом осуществляется главным образом через электроны. Поэтому связь между величинами е (или а) и /г для этой части спектра сравнительно проста для веществ, обладающих только электронной поляризацией (таковы кристаллы алмаза, стекло, плексиглас и др.). В этом случае соотношение мен<ду е и я имеет вид [c.187]

При прохождении лучевого потока в среде интенсивность его может ослабляться за счет возможного поглощения и рассеяния. Поглощение и рассеяние лучевого потока возникают при взаимодействии электромагнитных волн излучения с частицами вещества среды. Такое взаимоде1 1Ствие излучения осуществляется, например, с различными полярными молекулами в газах, с различными структурными ансамблями в жидкостях и твердых телах, с частицами пыли, дыма и капельками жидкости, взвешенными в газовой среде, например в атмосфере земли, в продуктах сгорания топок котлов и печей и т. п. [c.441]

В анизотропных средах наблюдаются весьма интересные явления, обусловленные взаимодействием упругих волн с физическими полями другой природы и не проявляющиеся в изотропной среде. Наибольшее практическое значение из них имеет пьезоэффект, используемый для преобразования электромагнитной энергии в акустическую и обратно, на чем основаны излучение и прием звука. Пьезоэффек т заключается в том, что в кристаллах определенных типов симметрии механические напряжения, возникающие при помещении тела в электрическое поле, пропорциональны его напряженности. Такие вещества назьшают пье зоэлектриками. Имеет место и обратный эффект при деформации пьезоэтектрика в нем появляется поле, пропорциональное величине деформаций. Математически это выражается равенствами [170, 17] [c.153]

Согласно квантовой теории физическая сущность взаимодействия лучистого потока с веществом состоит в том, что, падая на вещество, электромагнитная волна вызывает колебания молекул, атомов и электронов, которые, приходят в вынужденные колебания, становятся вторичными излучателями электромагнитных воли. Возникшая в результате волна, распространявшаяся в направленип от вещества (в нашем случае в сторону локатора), называется отраженной. Поскольку колебания возбуждаются электрической компонентой поля, то свойства вещества в основном характеризуются относительной диэлектрической проницаемостью, в то время как относительная магнитная проницаемость для всех веществ в оптической области равна 1. В теории Максвелла взаимодействие излучения с веществом учитывается выражением [c.61]

Мазер — квантовый усилитель, в котором происходит згсиление приходящей электромагнитной волны в результате ее взаимодействия с веществом, способным испускать кванты электромагнитной энергии, обладающей частотой, фазой, поляризацией и направлением распространения такими же, какими обладает приходящая волна [9]. [c.148]

Но тождество (2.3) выполняется (при произвольном значении t), если О) = a>i = шз. Этого и следовало ожидать, поскольку нет никаких физических причин для изменения частоты при отра-нсении или преломлении света на границе раздела двух диэлектриков. Следует иметь в виду, что при взаимодействии с веществом очень сильной электромагнитной волны очевидное соотношение м = oi = шз может не выполняться. Это одна из ключевых проблем нелинейной оптики, получившей существенное развитие за последнее время. Рассмотрение некоторых исходных положений этой науки см. в 4.7. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...