Спектральное представление световых волн

Через любой мысленно выделенный в среде замкнутый объем проходят в каждый момент времени электромагнитные волны всех частот во всевозможных направлениях. С точки зрения квантовых представлений объем заполнен фотонами различных частот (следовательно, и энергий), движущихся со скоростью света в вакууме по всевозможным направлениям. Для того чтобы иметь возможность точно оценить результирующий перенос излучения в исследуемой системе, необходимо знать распределение электромагнитной энергии по частотам и направлениям для любой точки объема и любого момента времени. С этой целью вводится детальная характеристика— спектральная интенсивность излучения Л, зависящая в общем случае от координат рассматриваемой точки М, времени t, направления s и частоты v. [c.18]

Чтобы обеспечить аналогию между этим новым сценарием и дифракцией, на рис. 4.7, а представлены прямоугольная функция и преобразование от нее, обозначенные теперь в соответствии с новой переменной. Однако, как мы уже знаем, основная компонента прямоугольной функции не периодическая (т.е. нулевой частоты) с постоянной амплитудой, вследствие чего функция полностью положительна. Более подходящим примером для рассмотрения световых волн является пара преобразований на рис. 4,7,6. Здесь показана чистая синусоидальная волна с частотой Vi, представленная в виде цуга конечной продолжительности и длины. Она имеет амплитудно-частотное распределение, размытое около V] так, что суммирование дает группу волн (или волновой пакет), которая представляет собой профиль в пределах цуга, но суммарная амплитуда равна нулю с любой стороны от него. Если цуг длинный, то частотное размытие невелико и наоборот, т. е. взаимосвязь здесь такая же, как в случае с парой пространственного преобразования Фурье. Строго говоря, монохроматический свет предполагает наличие цугов бесконечной длины, но это условие физически не выполнимо, поскольку свет излучается атомами дискретно, в виде фотонов в результате все спектральные линии имеют конечную ширину. Если на рис, 4.7, б ширина частотного распределения взята в основном в пределах Vi + 5v, то мы имеем [c.77]

Эмиссионный спектральный анализ. Эмиссионный спектральный анализ основан на изучении характеристических линейчатых спектров излучения светящихся паров вещества. Спектр излучения является однозначной характеристикой элемента, как и его атомный номер. Если поместить вещество в пламя, то оно окрасится в соответствии с введенным веществом. Свет окрашенного пламени можно разложить с помощью призмы и получить линейчатый оптический спектр — своеобразный паспорт вещества. Этот спектр состоит из отдельных ярких линий, расположенных в различных участках спектра. Изменяя температуру пламени, можно усилить яркость одних линий и ослабить другие, но нельзя изменить длину волны линии. Если в пламя введена многокомпонентная проба, то оптический спектр излучения пламени содержит характерные линии всех элементарных компонентов. Чтобы получить представление о составе исследуемого вещества, анализируют структуру этих линий. [c.123]

Аналогичный вопрос ставился в дискуссии о природе белого света "В самом деле в солнечном свете есть монохроматические волны различного цвета или мы только математически выражаем этот процесс суммой синусоид " Современная точка зрения на последний вопрос состоит в том, что спектральное разложение приобретает конкретный физический смысл при взаимодействии излучения со спектральным прибором. В этом случае оно оказывается физически адекватным представлением, соответствующим [c.203]

Одна из причин поглощения света состоит в том, что атомы, внутри которых происходят колебания, совершая тепловое движение, претерпевают столкновения друг с другом. При каждом столкновении резко и неправильно меняются амплитуды и фазы гармонических колебаний, происходит переход в тепло энергии регулярных колебаний, т. е. поглощение света. Исходя из этих представлений, Г. А. Лорентц развил теорию уширения спектральных линий, обусловленного столкновениями между атомами (молекулами) газа. Такое уширение называется ударным уширением. Лорентц показал, что в газах столкновения между молекулами при тепловом движении статистически приводят также к экспоненциальному закону затухания интенсивности волны и к форме спектральных линий такого же вида, что и при естественном затухании. [c.548]

Полное рассмотрение цветового восприятия в этой главе не предусмотрено. Читатель отсылается к работам [12—16]. Для общего представления достаточно знать, что в дневном свете человеческий глаз различает цвета с длинами волн 0,40—0,75 мкм в виде трех первичных составляющих (приблизительно, синих, зеленых и красных) и что различаемый цвет представляет собой определенное сочетание этих составляющих. Сопоставление результатов анализа цветовых различий для света с известным распределением спектральной энергии показывает, что любое восприятие какого-либо цвета вызвано сочетанием разных цветов в широком диапазоне длин волн. Рис. 14.8 иллюстрирует распре- [c.427]

Световой пучо]< недостаточно характеризовать только интенсивностью и спектральным составом, чтобы получить полное представление о его свойствах. Некоторые особенности взаимодействия света с веществом можно правильно понять, приняв во внилганне состояние поляризации световых волн. [c.491]

В работе [19 обсуждается важная для оптики проблема существуют ли моды физически по отдельности в виде некоторых эталонов, или они являются лишь плодом абстракции, т. е. одним из множества ортогональных математических базисов для удобного представления пучков когерентного излучения В свое время та же проблема обсуж алась по отношению к продольному (хроматическому) спектру света существуют ли монохроматические составляющие света физически или они являются лип1ь удобной математической формой представления световых колебаний в виде разложения поля по продольным синусоидальным гармоникам. С современной точки зрения на данный вопрос правомерен такой ответ монохроматические гармоники существуют, т.к. а) они распространяются в свободном пространстве, не изменяя своей продольной структуры и длины волны б) имеются спектральные приборы, позволяюп ие селектировать, возбуждать, наблюдать и измерять гармоники в виде спектра. [c.416]

В 1916 г. в 49-м томе Annalen der Physik была опубликована статья Альберта Эйнштейна (1879—1955) Основы общей теории относительности , которая приводила к дальнейшему расширению наших физических представлений о пространстве и времени. Однако известны только три эффекта, которые являются следствием общей теории относительности, и могут быть проверены наблюдениями в настоящее время вековое перемещение перигелия Меркурия, искривление луча света вблизи поверхности Солнца и смещение спектральных линий к красному концу спектра в поле тяготения звезд. Все эти три эффекта чрезвычайно малы и потому трудно измеримы. Дополнительное движение перигелия Меркурия, согласно общей теории относительности, составляет Дя = - -42 /89 в столетие, отклонение светового луча, проходящего около поверхности Солнца, равно 1 /745, наконец, смещение к красному концу спектра для средней длины волны (6000 A) составляет всего 0.012 A. Совпадение величины, [c.87]

Солнечный свет несинусоидален. Утверждение солнечный свет состоит из синусоидальных волн различ- Рис. 510. Лист женой частоты есть математическая теорема, и тут размеченными эксперимент не может ничего ни доказать, ни опро- кругами, вергнуть. Относительно вопроса является ли в самом деле солнечный свет суммой синусоидальных волн или нет , можно повторить то же, что вы сказали относительно аналогичного вопроса для модулированного колебания. Представление солнечного света в виде суммы синусоидальных волн является адекватным, когда мы имеем дело со спектральной аппаратурой. [c.539]

Рис. 2. Молекулярная структура четырех органических красителей, используемых в лазерах. Вверху приведена структура молекулы хлоралюминиевого фталоцианина, на котором впервые был открыт лазерный эффект в органическом веществе. Этот краситель, исключительно стабильный в растворе этилового спирта, широко применяется в качестве пигмента для производства голубой краски. Он испускает свет в области спектра, близкой к инфракрасной, с длиной волны 7555 ангстрем. Вторая сверху схема — 7-диэтило-4-метил кумарин, краситель, найденный в промышленных отбеливателях. Кумариновый краситель стабилен в этиловом спирте и испускает яркий голубой лазерный свет, который можно настраивать в интервале от 4300 до 4900 ангстрем. Второй снизу — родамин 6Ж — вещество, используемое для получения наиболее мощных из лазеров на красителях, существующих до сих пор. Относительно устойчивый, родамин 6Ж может давать излучение в интервале нескольких сот ангстрем в спектральной области, в которой человеческий глаз наиболее чувствителен к изменениям света (от голубого до красного). Внизу на рисунке представлен типичный фоточувствительный краситель, поглощающий в красной, а излучающий в близкой инфракрасной области, называемый 3,3-диэтилтиатрикарбонатом йода. Этот краситель испускает лазерный луч с длиной волны, немногим большей 8000 ангстрем. Его устойчивость в растворе крайне мала. Из этих четырех красителей только 2 и 3 могут излучать лазерный свет при накачке импульсной лампой. Все четыре могут накачиваться лучом импульсного рубинового лазера или его второй гармоникой.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...