Зависимость показателя преломления от длины волны

Рис. 1-14. Зависимость показателя преломления от длины волны.

Теория Максвелла установила связь между электрическим, магнитным и оптическим параметрами среды. Однако поскольку, по Максвеллу, е и р. — величины, не зависящие от длины волны света, то явление дисперсии (зависимость показателя преломления от длины волны) оставалось необъясненным в рамках электромагнитной теории. Этот пробел был заполнен после того, как Лорентц предложил электронную теорию, согласно которой диэлектрическая проницаемость среды зависит от длины волны падающего света. [c.7]

Нормальная дисперсия. Как известно, зависимость показателя преломления от длины волны (дисперсия) не нашла объяснения в электромагнитной теории Максвелла, согласно которой = е. [c.264]

Аномальная дисперсия. Формула Коши хорошо описывает дисперсию в области спектра, в которой данное тело не поглощает свет. В области же полосы поглощения обнаружена аномальная зависимость показателя преломления от длины волны — возрастание показателя преломления с увеличением длины волны. Явление это впервые было обнаружено Леру (1862 г.) при прохождении света через пары иода. Он установил, что при прохождении света через полую призму, наполненную парами иода, синие лучи преломляются меньше, чем красные. Такое отклонение зависимости показателя преломления от длины волны Леру назвал аномальной дисперсией. [c.265]

Это соотношение хорошо описывает зависимость показателя преломления от длины волны для различных прозрачных тел. В большинстве случаев достаточно точная аппроксимация получается при использовании лишь двух первых членов (т.е. из опыта нужно определять только две константы). [c.136]

Все три условия не соблюдаются в практической оптике. Мы обычно имеем дело со светом сложного спектрального состава и должны учитывать зависимость показателя преломления от длины волны (дисперсия). Ограничение пучками, слабо наклоненными к оси, означало бы отказ от получения изображения точек, лежащих в стороне от главной оси системы, а применение лишь параксиальных пучков вело бы к использованию лишь незначительных световых потоков. [c.302]

Аберрации, обусловленные зависимостью показателя преломления от длины волны (хроматические аберрации) [c.313]

Разложение солнечного света в спектр в естественных условиях происходит в радуге, известной, конечно, с незапамятных времен. Декарт дал элементарную теорию радуги, основанную, по существу, на допущении зависимости показателя преломления от длины волны, но посвященную главным образом вычислению углов, под которыми видны радуги разных порядков, Ньютон в своей Оптике воспроизводит рассуждения Декарта с указание.м, что происхождение цветов оставалось Декарту неясным. [c.540]

Так как наиболее отчетливая картина явления наблюдается в газах (парах), характеризующихся резкими линиями поглощения, то и проверку теоретических представлений лучше всего выполнять на газах, для которых, впрочем, и построение теории значительно проще. Поэтому большое значение приобрели методы исследования зависимости показателя преломления от длины волны, позволяющие [c.543]

Согласно представлениям Френеля свет распространяется в особой среде, светоносном эфире, обладающем свойствами упругого твердого тела, крайне разреженного и проникающего во все обычные среды. Скорость световой волны определяется в основном свойствами эфира, но в вещественных средах молекулы изменяют свойства эфира, в них заключенного, и, таким образом, влияют на скорость распространения света. Развивая идею Френеля об учете влияния молекул вещества на частички эфира, Коши (1829—1835 гг.) пришел к формуле, выражающей зависимость показателя преломления от длины волны [c.547]

Итак, для вывода зависимости показателя преломления от длины волны найдем, как зависит диэлектрическая проницаемость от частоты переменного электрического поля, и затем перейдем к показателю преломления п на основании соотношения п = ф е. В соответствии с теорией электронов будем рассматривать молекулы или атомы диэлектрика как системы, в состав которых входят электроны, находящиеся внутри молекул в положении равновесия. Под влиянием внешнего поля эти заряды смещаются из положения равновесия на расстояние г, превращая таким образом атом в электрическую систему с моментом величиной р = ге, направленным вдоль поля (диполь). Если в единице объема нашей среды находится N атомов, которые испытывают поляризацию, то электрический момент единицы объема, или поляризация среды, будет равняться Р = Np = Net. При этом мы для простоты полагали, что в среде имеется лишь один сорт атомов и в каждом из них способен смещаться только один электрон. В противном случае поляризация среды записывалась бы в виде [c.549]

Трудности объяснения дисперсии света с точки зрения электромагнитной теории устраняются с помощью электронной теории. Выше (см. гл. 16) мы установили связь между показателем преломления и поляризуемостью атома и молекулы. Наличие дисперсии не нарушает этой связи, но из факта зависимости показателя преломления от длины волны следует, что поляризуемость является функцией частоты света, следовательно, теорию поляризуемости необходимо строить с учетом дисперсионной зависимости. Вообще говоря, наиболее полной теорией является квантовая теория, однако ее рассмотрение выходит за рамки данного учебного пособия. Здесь более подробно познакомимся только с основами электронной теории дисперсии. [c.81]

Кривая дисперсии раствора цианина показана на рис. 21.3. Область аЬ приходится на полосу поглощения, где показатель преломления уменьшается, т. е. имеет аномальный ход. За пределами полосы поглощения ход зависимости показателя преломления от длины волны соответствует обычному нормальному ходу дисперсии, т. е. с уменьшением Я показатель преломления медленно увеличивается. У прозрачных веществ (например, стекло, кварц и др.) в видимой области нет полос поглощения, поэтому показатель преломления у них имеет нормальный ход. Однако по мере продвижения в ультрафиолетовую или инфракрасную область спектра, где есть полосы поглощения, показатель преломления начинает довольно быстро изменяться. Таким образом, полная дисперсионная картина для любого вещества состоит из областей аномальной дисперсии, соответствующих областям внутри полос или линий поглощения, и областей нормальной дисперсии, расположенных между полосами поглощения. [c.82]

В качестве еще одного примера рассмотрим зависимость показателя преломления от длины волны. Она достаточно хорошо описывается формулой Коши, имеющей вид [c.76]

Пусть зависимость показателя преломления от длины волны излучения известна. Покажите, что групповую скорость [c.30]

Метод дисперсии. Этим методам [1] исследуется зависимость показателя преломления от длины волны вблизи линии погло- [c.292]

Угловую дисперсию призмы определяют как величину отношения изменения угла отклонения ф к вызвавшему его изменению длины волны света, проходящего через призму. Дифференцируя по к приведенные выше формулы и учитывая зависимость показателя преломления от длины волны, легко получить следующее выражение для D,y. [c.70]

Эти расчетные формулы довольно хорошо выражают зависимость показателя преломления от длины волны для таких прозрачных материалов, как стекло и кварц. В указанные формулы входят неизвестные постоянные величины эти величины легко определить, решая систему двух уравнений но Коши или трех уравнений по Гартману. Эти уравнения составляются на основании табличных данных соответствующих значений показателей преломления, которые определены в различных длинах волны для каждого сорта стекла (см., например, Справочную книгу оптика-механика ). Выражение для угловой дисперсии, написанное в виде конеч- [c.71]

Наиболее простые и согласующиеся с теорией зависимости показателя преломления от длины волны наблюдаются в атомарных парах, характеризующихся резкими линиями поглощения. В настоящее время данные по дисперсии света в парах используются для изучения структуры атомов. [c.459]

Таким образом, промеряя на компараторе смещение интерференционных полос для различных длин волн, можно получить экспе риментально функцию зависимости показателя преломления от длины волны. [c.472]

Термин дисперсия имеет здесь совсем другой смысл, чем в гл, 2, где дисперсией называлась зависимость показателя преломления от длины волны, [c.262]

Дисперсия вещества, т. е. зависимость показателя преломления от длины волны (частоты), определяет целый ряд свойств волны, распространяющейся в среде. Одним из свойств является скорость распространения волны. Для монохроматической волны скорость ее перемещения можно связать с перемещением фазы. Из уравнения волны = Ло os (со/ — kr) следует, что условием постоянства фазы является соотношение at — kr = [c.51]

Рис. 3.9.1. Зависимость показателя преломления от длины волны в случае двух полос поглощения в рассматриваемом диапазоне

Будем считать, что на исследуемое вещество падает излучение от источника, дающего сплошной спектр, — непрерывная совокупность А/. Тогда анализ выражения (20.4) даст картину изменения показателя преломления во всей заданной области спектра вдали и вблизи линий поглощения вещества. На рис. 20.1, а графически представлен характер зависимости показателя преломления от длины волны при наличии двух полос поглощения в исследуемой области спектра. [c.153]

Рис. 5.25. Зависимость показателя преломления от длины волны для кристаллов и Кар [30].

Измерения зависимости показателя преломления от длины волны могут дать е . и сор. Значение сор вместе с коэффициентом Холла определяет величину эффективной массы в зоне проводимости. [c.394]

В первую очередь нас интересует дисперсия вещества, т.е. зависимость показателя преломления от длины волны проходящего света. Напомним, что в классической электромагнитной теории света предполагается, что л(1) = onst, однако еще Ньютон поставил опыт, наглядно иллюстрирующий зависимость п(к). В [c.135]

Абсорбционные О. ф. (окрашенные стёкла, пластмассы, плёнки, поглощающие растворы и т. и.) изготовляются из компонент, полосы селективного поглощения к-рых, накладываясь, перекрывают достаточно широкий спектральный диапазон, оставляя свободным нек-рый заданный участок спектра, к-рый и образует полосу пропускания данного О. ф. Величина для таких фильтров обычно не превышает 10. В интерференционных фильтрах используется интерференция волн, отражённых от двух или более параллельных друг другу поверхностей, в результате чего коэф. пропускания такого О. ф. периодически зависит от длины волны падающего на него излучения. При использовании многослойных диэлектрич. покрытий в качестве отражающих поверхностей оказывается возможным получать О. ф. с шириной полосы менее 1 нм при прозрачности в максимуме до 80%. Действие поляризационных фильтров основано на интерференции поляризованных лучей. Простейший поляризац. фильтр Вуда состоит из двух параллельных поляризаторов и установленной между ними двулучепреломляющей кристаллич. пластинки. При использовапии комбинации таких фильтров (т. и. фильтр Лио) возможно получение весьма узких полос прозрачности (до 10 нм, к Ь к 10 ). В дисперсионных О. ф. используется зависимость показателя преломления от длины волны. Типичные величи- [c.459]

Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием, показателем преломления и дисперсией — зависимостью показателя преломления от длины волны излучения. Показатель преломления уменьшается, когда увеличивается длина волны. Дисперсия к = (ne — l)/nfi — nQi), где Пе, Tifi и 71(7/ — показатели преломления трех длин волн зеленой линии ртути, а также голубой и красной линии кадмия соответственно. [c.323]

В случае конденсированного состояния вещества более или менее простые дисперсионные зависимости наблюдаются в области прозрачности, где зависимость показателя преломления от длины волны удается описать соотношениями нолуэмпирического происхождения. [c.459]

Выражаемая формулой (2.41) зависимость показателя преломления от длины волны (с некоторыми эмпирическими константами А и В) была предсказана Френелем и Коши задолго до появления электронной теории дисперсии. Во многих случаях она дает удовлетворительное описание экспериментальных данных. Сравнение теоретической зависимости (2.41) с экспериментально наблюдаемой позволяет определить значения констант А и В для конкретной среды. При этом появляется возможность проверки электронной теории дисперсии, так как константы А к В можно оценить по (2.42) и (2.43). Для такой оценки нужно зиать концентрацию N атомов и собственную частоту Ыо. В тех случаях, когда сведения о частоте ыо отсутствуют, можно оценить отношение В/А, которое [см. (2.42), (2.43)] не зависит от ыо, и полученную оценку сравнить с опытными дан- [c.87]

На основе такого прибора Д. С. Рождественским в 1912 г. были выполнены классические исследования зависимости показателя преломления от длины волны вблизи линий поглощения (т. е. аномальной дисперсии, см. 2.5) в парах металлов. Горизонтальные интерфе ренционные полосы в белом свете проецируются на вертикально расположенную входную щель спектрографа. Положение светлой полосы нулевого порядка не зависит от длины волны, и поэтому в сплощном спектре, даваемом спектрографом, ей соответствует горизонтальная светлая полоса, тянущаяся вдоль всего спектра. Максимумы, соответствующие порядкам интерференции т = 1, 2.....находятся для разных длин волн падающего света на разных высотах щели спектрографа. Им отвечают в сплощном спектре светлые полосы, лежащие выше и ниже нулевой полосы и расходящиеся веером от синей к красной области спектра, так как расстояние между максимумами растет с увеличением длины волны (рис. 5.26, а). [c.250]

Теоретическая зависимость показателя преломления от длины волны, описываемая вблизи линии поглощения формулой Зельмейера (5.59), была подтверждена экспериментально в работах Рождественского и его учеников. Основное. достоинство метода крюков заключается в том, что он позволяет по расстоянию между верщинами крюков найти произведение Nfk- Если число атомов в единице объема N известно, то можно найти одну из важных атомных констант — силу осциллятора /. [c.252]

Эти примеры преобразования пучков света иллюстрируют скорее исключения, чем общее правило обычно при отражении или преломлении пучок утрачивает свойство гомоцентричности и не образует стигматического изображения точечного источника. Например, отраженные параболическим зеркалом лучи от бесконечно удаленного источника, не лежащего на оси зеркала, пересекаются не в одной точке, а в некоторой ее окрестности, что ухудшает качество изображения. Используемые на практике оптические системы состоят из линз и зеркал, преломляющие и отражающие поверхности которых, как правило, сферические или плоские. Ход приосевых лучей и образование изображений в центрированных оптических системах рассматриваются в 7.2. Искажения изображений, связанные с нарушением гомоцентричности пучков, называются геометрическими или лучевыми аберрациями оптических систем (см. 7.4). Зависимость показателя преломления от длины волны приводит к появлению хроматической аберрации (см. 7.4). Неизбежные в принципе погрешности отображения можно уменьшить до разумных пределов, используя многолинзовые конструкции. В этом отношении инструментальная оптика достигла замечательных результатов. [c.335]

Диспфсия - это зависимость показателя преломления от длины волны света. Обычно при увеличении частоты показатель преломления увеличивается (нормальная дисперсия), однако в окрестности полос потощения среды наблюдается аномальная дисперсная. Дисперсию оценивают разностью показателей преломления каких-либо ДЛ1Ш волн Ля.1 "х2 (частная дисперсия) или коэффициентом дисперсии. [c.59]

В отличие от предыдущего случая, Э1 уже пе является периодической функцией толщины пленки. Выражение (76) показывает, что сели пренебречь зависимостью показателя преломления от длины волны, то неличина Ъ обратно проиор-циопальпа длине волны. Так как для достаточно больших значений Ь величина t/l практически равна единице, то более короткие длины воли не будут пропускаться. В этом случае пленка действует как фильтр нижних частот, т. е. как фильтр, пропускающий лишь длинные волны. [c.78]

Ход лучей через оптическую систему зависит от показателей преломления сред, через которые луч проходит показатели, в свою очередь, зависят от длины волиы поэтому изображения одного и того же объекта, например светящейся точки, даваемые лучами различной длниы волны, не совпадают друг с другом. Так как плоскость установки в большинстве случаев является общей, то этн изображения создают размытую картину на краях светлых полей появляются цветные каймы. Это явление носит название хроматической аберрации. Она в значительной степени портит качество изображения, ухудшает разрешающую силу прибора, и ее исправление требует большого внимания со стороны вычислителей, особенно для систем длиннофокусных нли обладающих больщой апертурой (астрономические объективы, объективы микроскопов). Для решения некоторых задач, связанных с исправлением хроматической аберраций систем, необходимо знать зависимость показателя преломления от длины волны. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...