Классические источники света

Таким образом, основные ограничения при использовании классических источников света можно сформулировать следующим образом. [c.502]

В таких классических источниках света яркость люминофора используется не в полной мере ( 30%) из-за того, что часть фотонов летит назад в колбу. Большую величину яркости можно получить, если поменять местами люминофор и проводящие покрытие, причем в качестве последнего использовать алюминий (рис. 7.56). Алюминированное покрытие увеличивает яркость до 70 % от максимально возможной. [c.253]

Наряду с классическими источниками света, существуют современные оптические источники, основанные на использовании индуцированного излучения активной среды, помещенной в резонатор. Такие источники называются лазерами. Этот термин образован первыми буквами названия явления, на котором основано действие [c.120]

КЛАССИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА [c.122]

Классические источники света не пригодны для записи голограмм, но могут использоваться при реконструкции. Самыми распространенными являются тепловые источники, тело накала которых нагревается до большой температуры электрическим током. Поэтому активная часть таких источников представляет собой либо металлический волосок, либо полоску, либо выполнена из иного проводящего материала, имеющего большую излучательную способность в соответствующем спектральном диапазоне. [c.122]

Трудности, возникающие при применении классических источников света, исчезают, когда используется лазерный источник, так как при этом обеспечивается высокая степень монохроматичности, коллимации и интенсивности пучка. По этой причине измерения на гиперзвуковых частотах с использованием лазерного пучка привлекают все большее внимание [20, 10, 9, 62]. Основными элементами экспериментальной установки являются лазер (до сих пор применялся гелий-неоновый лазер мощностью 1—50 мВт), [c.160]

Важность когерентности света. Свет, испускаемый лазером, обладает совокупностью свойств, которые объединяют под общим названием когерентности. В классических источниках света каждый атом или молекула излучают независимо от других и, таким образом, получаемый сигнал не обладает внутренней упорядоченностью. В случав же лазера все источники, создающие луч, излучают в фазе, и таким образом создается луч с шириной спектра несравнимо более узкой, чем спектр классического источника. Он характеризуется очень длинными цугами волн (временная когерентность, см. рис. 4). Кроме того, лазерный луч может быть легко сконцентрирован в области, близкой по размерам к длине волны (пространственная когерентность). Благодаря такой когерентности лазерных лучей можно, например, наблюдать интерференцию лучей от лазеров, разделенных очень большим расстоянием одним из практических применений этого свойства является голография. [c.35]

В экспериментах по получению спектров обычно используют призму или дифракционную решетку. Хорошо известно, что, создав примерно 150 лет назад первые дифракционные решетки, Фраунгофер сразу же применил их для изучения спектров различных источников света в частности, он заметил линии поглощения в сплошном спектре Солнца линии Фраунгофера). Еще раньше был осуществлен классический опыт Ньютона, впервые разложившего призмой солнечный луч. И по сей день призмы и дифракционные решетки играют основную роль при создании спектральных приборов. Эти диспергирующие элементы обеспечивают разложение излучения по длинам волн. [c.67]

Вавилов показал, что для видимого света, если температура источника не превышает 3000 К (обычно используемые источники света), классические флуктуации исчезающе малы по сравнению с квантовыми и ими можно пренебречь. При этом квантовые флуктуации могут быть обнаружены лишь при сильном ослаблении исследуемого потока, когда в приемник за единицу времени попадает небольшое число фотонов. [c.164]

Имея в виду прогресс современной оптики, сделаем два замечания. Во-первых, появились лазеры, генерирующие световые поля напряженностью до 10 —10 В/м. Это существенно упрочило позиции классических волновых представлений в оптическом диапазоне. Во-вторых, созданы детекторы, реагирующие фактически на отдельные фотоны. Это позволяет детектировать излучение предельно слабых источников света и исследовать корпускулярный (квантовый) характер оптических полей. [c.85]

Как мы показали выше, голографическая интерферометрия очень удобна и полезна при изучении прозрачных сред, поскольку она расширяет возможности классической интерферометрии. В деле же изучения трехмерных диффузных объектов голографическая интерферометрия совершила настоящий переворот она позволяет выполнять измерения, которые в классической интерферометрии представляются невозможными. Стали доступными измерения не только поверхностей, неровность которых приводила к их абсолютной непригодности для исследования их средствами обычной оптики, но даже и таких поверхностей, глубина рельефа которых не допускает точных измерений из-за ограниченной глубины фокуса обычной оптики. Голографическая интерферометрия позволяет получать также информацию о временном течении процесса, добавляя еш,е одно измерение при изучении процессов вибраций и деформаций [18, 33—35]. К счастью, методы реализации таких устройств не более сложны, чем в обычной голографии. Принципиальные отличия состоят в необходимости возбуждения объекта и синхронизации источника света. Расшифровку интерферограммы, как и в случае прозрачных сред, можно успешно осуш,ествлять либо качественно, либо количественно. В последнем случае для получения оптимальных результатов желательно использовать усовершенствованные методы преобразования данных. [c.525]

Таким образом, мы приходим к следующему представлению ) источник света состоит из очень большого числа атомов и колебание, которое излучает источник в некоторый момент времени, является суммой отдельных колебаний, испускаемых различными атомами. Практически последние излучают только в течение ограниченного времени т ( продолжительность жизни —в квантовой теории, коэффициент затухания—классической теории), и если излучение рассматривают за время, значительно большее т, то колебания, наблюдаемые в начальный момент, исчезают, а другие атомы вызывают новые колебания, причем их колебания уже не связаны с первоначальными. Их амплитуда и их фаза будут другими длительной когерентности не существует. Когерентность источника с самим собой может существовать только в том случае, когда колебания испускаются в течение очень короткого интервала времени (интервал должен быть значительно меньше т). [c.123]

Нижний предел ширины спектрального интервала, который дают обычные спектроскопические источники света, обусловлен разными факторами в зависимости от давления. Естественная ширина линии источника — это теоретическая ширина линии, обусловленная реакцией излучения на классически излучающий диполь [2]. В квантовой механике естественную ширину линии связывают с вероятностью перехода на нижние уровни [S. В принципе минимальную ширину линии можно найти из соотношения неопределенностей [c.322]

Подлинную революцию в молекулярной спектроскопии совершили оптические квантовые генераторы когерентного излучения — лазеры, впервые созданные в 1960 г. В результате существенно расширились возможности техники спектроскопии (были разработаны разного типа высокоинтенсивные когерентные монохроматические источники света в широком диапазоне длин волн, работающие в импульсном и непрерывном режиме, лазеры, перестраиваемые по длинам волн, и т. д.) качественно изменились многие методики классической спектроскопии (спонтанное комбинационное рассеяние света, флуоресценция, резонансное комбинационное рассеяние света, спектры возбуждения и т. д.) и, самое главное, были созданы принципиально новые методы исследования вещества (обращенное комбинационное рассеяние, когерентное активное комбинационное рассеяние света, внутри-резонаторное поглощение и т. д.). Сейчас еще трудно предсказать все возможности дальнейшего развития лазеров. Ясно одно, что чувствительность, разрешающая способность, временное разрешение и т, д, изменились всего за полтора десятилетия настолько, что многое, казавшееся ранее фантастичным, как, например, регистрация одиночных атомов в газовой фазе, уже реализовано. У лазерной спектроскопии молекул многое впереди. Одной из сдерживающих причин практической реализации ее идей является сложность их внедрения в серийное производство. [c.10]

В случае классической модели элементарного источника света — линейного осциллятора — эффект отдачи отсутствует ввиду симметрии непрерывно испускаемой им волны. Суммарный импульс такой волны равен нулю. Наблюдаемый на опыте эффект отдачи при испускании гамма-лучей атомными ядрами свидетельствует о неклассическом дискретном характере испускания, [c.171]

Первый закон распространяет принцип относительности классической механики, принцип Галилея, на широкий класс физических явлений. Второй закон устанавливает постоянство скорости света независимо от скорости движения источника света. [c.40]

Монохроматичность и мощность излучения в классических типах источников света, как правило, представляют собой два противоположных свойства. Улучшение монохроматичности приводит к падению мощности излучения. Появление лазерных источников света кардинальным образом решило вопрос о получении предельно высокой монохроматичности, что объясняется совершенно другим принципом работы этих источников света. [c.31]

Рассмотрим теперь источники света, которые могут быть использованы. Раньше для получения приблизительно монохроматического пучка световых лучей обычно применялась ртутная лампа с фильтром, выделявшим линию 4538 А для получения приблизительно параллельного пучка служил обычный коллиматор. Из-за того, что фронт волны не был совершенно плоским, нельзя было точно определить угол рассеяния 0, а следовательно, и Дv улучшение же параллельности пучка приводило к ослаблению его интенсивности, что в конечном счете ограничивало возможности наблюдения явления, так как М — малая величина. В этом состоит главная причина больших расхождений в значениях с, полученных различными авторами. Кроме того, использование классических источников сильно ограничивает информацию, которую можно получить путем измерения ширины линии. Если, например, мы рассмотрим линию ртути 4358 А, то ее естественная ширина, выраженная в волновых числах (6 (1/Х))ест, составляет около 0,2 см" . Следовательно, если мы можем определить бриллюэновское смещение частоты рассеянного света (0,1—1 см ), то измерить уширение линии, вызванное поглощением (0,01—0,05 см ), очевидно, невозможно. [c.160]

Рассмотрим электрон в классической молекуле молока , находящийся в установившемся состоянии колебаний под действием электрического поля бегущей электромагнитной волны, созданной источником света. Если пучок света от диполя направлен вдоль оси г, то электрическое поле в бегущей волне имеет только х- и г/-компо-ненты. Будем рассматривать только х-компоненту электрического [c.339]

Классический точечный источник. Ближе всего понятию точечный источник отвечает отдельный атом. В соответствии с классическими представлениями он испускает электромагнитные волны во всех направлениях и воздействует на края щелей (рис. 9.8, а) с одинаковой фазой. (Квантовая теория дает такой же результат.) Реальный источник света состоит из огромного числа излучающих атомов. Если все они находятся в одной точке, то мы имеем точечный источник. (Это более реальная модель классического точечного источника, чем отдельный атом.) Однако в любом реальном источнике атомы занимают объем конечных размеров. Нас интересует, насколько большим может быть источник света, оставаясь при этом точечным (имеется в виду, что токи, возникающие в обеих щелях в результате действия точечного источника, сохраняют постоянную разность фаз) [c.420]

Простейшая статистическая модель. Всякий источник света, с которым мы имеем дело на опыте, содержит громадное число атомов. Речь будет идти о светящемся газе (пламя, разрядная трубка). Свет излучается в этом случае электронами, входящими в состав атомов. Мы будем стоять на точке зрения классической электронной теории и считать, что излучение света (электромагнитных волн) электронами происходит вследствие того, что электроны совершают колебательные движения в соответствии с тем, что было сказано в гл. VII, 7. [c.438]

С. И. Вавилов [5] указывает, что флуктуации света вызываются отчасти причинами, известными уже из классической физики, отчасти квантовой природой света. Но во всех практически используемых источниках света основную роль играют только квантовые флуктуации, для которых [c.94]

Поглощение света с точки зрения классической теории. Под действием электрического поля световой волны с круговой частотой со отрицательно заряженные электроны атомов и молекул смещаются относительно положительно заряженных ядер, совершая гармоническое колебательное движение с частотой, равной частоте действующего поля. Колеблющийся электрон, превращаясь в источник, сам излучает вторичные волны. В результате интерференции /j падающей волны со вторичной в среде возникает волна с амплитудой, отличной от амплитуды вынуждающего поля. Поскольку интенсивность есть величина. Рис. 11.10 прямо пропорциональная квадрату амплитуды, то соответственно изменится и интенсивность излучения, распространяющегося в среде другими словами, не вся поглощенная атомами и молекулами среды энергия возвращается в виде излучения — произойдет поглощение. Поглощенная энергия может превратиться в другие виды энергии. В частности, в результате столкновения атомов и молекул поглощенная энергия может превратиться в энергию хаотического движения — тепловую. [c.279]

Кривая дисперсии и абсорбции, задаваемая в классической теории всей совокупностью свойственных данной группе атомов осцилляторов, в квантовой теории определяется всей совокупностью возможных для данного атома значений энергии Е , Е< ,. .., Ет, , Еп и т. д., которые в силу основного положения теории квантов принимают не любые мыслимые, а лишь определенные дискретные значения. Исходное состояние, в котором находятся атомы (вернее, в котором находится значительное большинство атомов), обычно является состоянием, соответствующим минимальному из возможных значений энергии атома Е- . Если через газ пропускают ток или каким-нибудь другим способом к газу непрерывно подводится энергия, то часть атомов может перейти в более высокие энергетические состояния. Так, например, свечение газоразрядных источников обусловлено атомами, возбужденными в высокие энергетические состояния покидая эти состояния, атомы и испускают свет. [c.561]

Истолкование опыта, приведшее к тому, что явление было названо резонансным излучением, покоилось на классических представлениях о резонансе (совпадение периодов) возбуждающего света и возбуждаемого атома, в результате которого последний приходит в сильное колебание и становится самостоятельным источником соответствующего излучения. Возможны, конечно, случаи, когда поглощающий атом передаст свою энергию окружающим атомам ранее, чем амплитуда его колебания приобретет заметное значение, т. е. ранее, чем резонансное излучение его достигнет наблюдаемой величины. В таком случае оно ускользнет от наблюдения, и эффект поглощения света сведется к нагреванию всего газа. Очевидно, что такие явления будут происходить при наличии сильного взаимодействия между окружающими атомами, например, при большой плотности пара или при добавлении к нему постороннего газа достаточной плотности. Действительно, при этих условиях свечение значительно слабеет или даже совсем пропадает (тушение свечения). Так, если к парам ртути с давлением около 0,001 мм рт. ст., обнаруживающим хорошо выраженное резонансное свечение, добавить водород под давлением 0,2 мм рт. ст., то интенсивность свечения упадет вдвое при большем давлении водорода свечение ослабевает соответственно сильнее. Аналогично действуют и добавки других газов, хотя количество, необходимое для ослабления свечения вдвое, зависит от природы добавляемого газа, что показывают приводимые ниже данные. [c.727]

Методы регистрации изменений во времени спектров люминесценции разработаны давно. Применение классических источников света позволило продвинуться при таких измерениях в субнаносекундную область (см., например, [15, 9.1, 9,2]), Появление лазеров представило возможность дальнейшего усовершенствования методов. Простейший принцип измерений проиллюстрирован на рис. 9.2. Импульсный лазер возбуждает образец, начинающий люминесцировать. Излучение регистрируется и разрешается во времени фотоприемником. Сигнал с фотоприемника усиливается и подается на осциллограф. Временное разрешение определяется фотоприемником и электронной схемой. Оно достигает при благоприятных условиях нескольких единиц 10 ° с. Люминесцентное излучение может пропускаться [c.325]

Как указывалось ранее (см. раздел 16.4), световое давление в квантовой оптике может рассматриваться как результат передачи сумма1зного импульса фотонов частицам среды. Для классических источников света эта величина чрезвычайно мала. Например, сила давления солнечного излучения на поверхность земли на десять порядков ме[1ьи1е атмос([)ерного дав.пети1я. [c.297]

При решении этой задачи возникают трудности и часто приходится принимать компромиссное решение. Так, например, при исс.тедовании проблем классической волновой оптики нельзя игнорировать открывшуюся ныне возможност) использования когерентных источников света, хотя затруднительно детальное исс.педо-вание фундаментального понятия когерентности (как это было сделано, например, в монографии Борна и Вольфа, рассчитанной на 6o. iee подготовленного читателя). [c.6]

В эксперименте интерферометр освещался светом неон-гелиевого лазера, излучающего одну частоту. Это позволило удалить подвижное зеркало М2 на несколько метров и продемонстрировать возможность наблюдения интерференции при столь большой разности хода, так как длина когерентности для лазерного излучения значительно больше Lkq,- 3 30 см, характерной для обычных источников света. Но очевидно, что если зеркало М2 будет передвигаться на расстояние, меньшее 1-ког ( о близко к нулю — световые пути внутри интерферометра примерно равны, Д/ изменяется в пределах нескольких сантиметров), то анало гичная интерференционная картина будет наблюдаться при освещении интерферометра светом обычного (нелазерного) источника, например спектральной линией, излучаемой газоразрядной плазмой, с шириной й/.дои В этом убеждают нас, в частности, классические опыты Майкельсона, который измерял видимость V интерференционных колец при постепенном увеличении разности хода, создаваемой перемещением зеркала М2. Но если при остановках зеркала М наблюдалась стационарная интерференционная картина, то при его движении в указанных пределах неизбежно должен возникать плавный переход от одной стационарной картины к другой, т.е. ее изменение во времени, и появится бегущая интерференционная картина. [c.396]

Предположим теперь, что свет распространяется не в воздухе, а в плотной прозрачной среде, например в жидкости или в диэлектрическом кристалле. Со"раняется ли в этом случае принцип суперпозиции световых волн Классическая оптика отвечала на этот вопрос утвердительно. Ведь источники света, с какими она имела дело, генериро- [c.211]

Уже в 1827 г., в год торжества волновой теории света, французский физик Ж. Бабине предложил определить единицу длины длиной волны света натрия, соответствующей желтой линии, выделяемой спектроскопом . Ж. Бабине мог говорить только о свете натрия, так как в это время натриевое пламя было почти единственным источником монохроматического света. Реальная же возможность такого использования длины световой волны появилась лишь после 1887 г., когда американский физик Майкельсон разработал первые методы применения явления интерференции световых волн для измерения длины. Классическая работа Майкельсона, выполненная им в Международном бюро мер и весов з 1892—1893 гг., явилась первым сравнением метра с длиной световой волны. В этой работе в качестве источника света Майкельсо-ном была использована специально сконструированная им для этой цели лампа, излучающая спектр кадмия, длина волны крас- [c.6]

Идеальный иапучатель. Идеальным, следуя [16], мы назовем излучатель, комплексная амплитуда поля которого постоянна на выходном сечении. В классической оптике таким излучателем могло служить только отверстие в непрозрачном экране, освещенное точечным источником света, расположенным так чтобы пучок в зоне отверстия был достаточно равномерен по интенсивности и имел плоский волновой фронт. Поэтому раньше было принято говорить не об излучателе той или Ш1ой фор.мы, а о дифракции на соответствующем отверстии. Теперь роль идеального кзлу- [c.44]

Рассмотрим ансамбль из М атомных систем, находящихся в некотором элементе объема его размеры будем считать малыми по сравнению с длиной световой волны. В отношении действующего светового импульса мы воспользуемся тем фактом, что поле излучения лазера (в отличие от поля излучения тепловых источников света ) может очень хорошо описываться классической электромагнитной волной с нефлуктуирующей амплитудой. Все атомы ансамбля подвергаются действию соответствующего электрического поля [c.37]

Первый случай — колебания расстояния между зарядами — важен как классическая модель электромагнитного излучателя света в оптике. Например, в модели атома Томсона оптический электрон связан с атомом квазиупругой силой и может совершать гармонические колебания. Состоящий из таких атомов источник света можно заменить совокупностью элементарных дипольных осцилляторов. Оказывается, что электрический дипольный осциллятор как модель излучающей атомной системы в ряде случаев приводит к правильным результатам, подтверждающимсй на опыте. [c.39]

Принципиальная схема МИИ-11 базируется иа классический схеме Физо (рис. И 1.26). Светящееся тело моиохромат лческого источника света 1 (натриевой лампы ДНаС-18 или ртутной лампы ДРС-50) проецируется конденсором 2 на диафрагму 3, установленную в фокальной плоскости объектива коллиматора 5. С помощью зеркал 4, 8 и призмы 6 обеспечивается компактность осветителя. [c.153]

Посмотрим теперь, при каких условиях будет соблюдаться пространственная когерентность в классических интерференционных опытах, описанных в предыдущем параграфе. Во всех опытах источники света линейные (за исключением опыта Меслина, где они точечные, так что вопрос о пространственной когерентности здесь практически не возникает). При этом в опытах [c.208]

Явления интерференции поляризованных лучей в истории оптики имели большое значение для выяснения фундаментального вопроса о природе световых колебаний. Они исследовались в классических опытах Френеля и Араго (1816 г.). Конечно, лучи от независимых источников света интерферировать не будут, даже если они предварительно пропущены через поляризационное приспособление. Для интерференции необходима когерентность. Однако, как видно из формулы (26.2), результат интерференции линейно поляризованных лучей зависит от угла между плоскостями световых колебаний. Интерференционные полосы наиболее контрастны, когда плоскости колебаний параллельны. Интерференция никогда не наблюдается, если волны поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это впервые было установлено в упомянутых выше опытах Френеля и Араго. Отсюда Френель пришел -к заключению о поперечности световых колебаний (см. 26, пункт 5). [c.480]

В классических опытах С. И. Вавилова и его сотрудников [5, 6] малое число квантов п обуславливалось малым размером источника света (3 или 6 ), небольшой его яркостью, краткостью световой вспышки (0,1 с) и введением поглощающих светофильтров. Наблюдения велись в полной темноте после длительной темновой адаптации. Экспериментально определялась вероятность увидеть вспышку в зависимости от среднего числа п фотонов в ней. Число п заранее неизвестно, но оно пропорционально яркости вспышки [c.95]

Как известно, в природе существует два состояния излучения поляризованное и неполяризованное (естественное). Реальные источники всегда излучают частично поляризованный свет. С точки зрения классической физики свет представляет собой поперечные электромагнитные волны. Поляризованное излучение — это излучение с преимущественным направлением колебаний электрического вектора Е относительно одного из поперечных направлений или с определенным направлением (Вращения. Поляризованное излучение. может иметь линейную, круговую или эллиптическую поляризацию. Если направление электрического вектора постоянно, а во времени меняется только его величина, то такое излучение называют линейноноляризованны.м (или нлоскополяризованны.м). Поляризацию условно называют горизонтальной, если вектор Е полностью лежит в произвольно выбранной плоскости Х01 и вертикальной, если Е лежит в плоскости YOZ. В результате сложения двух волн с горизонтальной Ех и вертикальной Еу поляризацией, сдвинутых одна относительно другой на фазовый угол а, получаем [c.55]

Классическим трековым Д., к-рый сыграл большую роль в изучении радиоактивности и косм, лучей, явл. Вильсона камера и её разновидность — диффузионная камера. След ионизирующей ч-цы, попавшей в камеру, наполненную газом и пересыщенными парами спирта или воды, становится видимым благодаря возникновению вокруг образованных ею ионов капелек конденсиров. пара. Для регистрации треков камеру Вильсона в нужный момент освещают импульсным источником света и фотографируют (стереоскопически). Помещая камеру Вильсона в магн. поле, можно по кривизне треков определить импульс ч-цы и знак её электрич. заряда. Разновидностью камеры Вильсона явл. диффузионная камера. В дальнейшем камеры Вильсона в экспериментах были вытеснены пузырьковыми и искровыми камерами. [c.151]

Второй постулат свод1ггся к утверждению, что существует конечная максимальная скорость распространения любого взаимодействия, которая равна с — скорости света в вакууме. По принципу относительности эта скорость одинакова во всех инерциальных системах и не зависит от длины волны, интенсивности и относительной скорости движения источника и приемника света. Таким образом отвергаются теорема сложения скоростей в классической механике и различные построения, которые выдвигались в свое время для истолкования отрицательного результата опыта Майкельсона - Морли. [c.372]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...