Свет Распространение в средах

О зависимости коэффициента поглощения от интенсивности света. В основе вывода закона Бугера лежит основной принцип линейной оптики — независимость характера оптических явлений (в данном случае поглощения) от интенсивности света. Поэтому естественно, что он будет верным при слабых световых полях. Проверка закона Бугера при разных интенсивностях была проведена С. И. Вавиловым. Им на проведенных в широких пределах интенсивности опытах было обнаружено некоторое отступление от закона Бугера. В 1925 г. С. И. Вавилову и В. Л. Левшину удалось наблюдать уменьшение поглощения света большой интенсивности при распространении в среде (в урановом стекле). [c.282]

Найдем закон изменения интенсивности пучка по мере его распространения в среде. Средняя плотность потока энергии X волны равна произведению объемной плотности и на скорость света 8=си. Так как изменение потока фотонов на интервале Ах равно сАМ, то изменение потока энергии с1Х на том же отрезке Ах рав- [c.442]

Скорость распространения световых волн в среде зависит от их длины. Это явление называется дисперсией света. Так как показатель преломления среды п определяется как отношение скорости света с в вакууме (являющейся константой) к скорости света V в среде [c.337]

В более широком смысле дифракцией света называется совокупность явлений, обусловленных волновыми свойствами света и наблюдаемых при его распространении в среде с резко выраженными неоднородностями (отверстия в непрозрачных экранах, границы непрозрачных тел и т.д.). Явление дифракции указывает на нарушение законов геометрической оптики. [c.370]

Поглощение света. Как следует из (11.15) и (11.16), поляризуемость атома и показатель преломления среды являются комплексными величинами. Это, как легко убедиться, означает, что при распространении плоской волны в данной среде помимо фазы меняется также и амплитуда. Если изменение фазы приводит к различию фазовой скорости света в среде от скорости света в вакууме, в ре- [c.271]

Выберем систему координат. Поместив начало координат на лицевой поверхности среды, направим ось /у параллельно этой поверхности, а ось X — вдоль направления распространения света. Выделим в веществе бесконечно тонкий слой толщиной dx. Очевидно, что уменьшение интенсивности света в слое толщиной dx будет пропорционально величине интенсивности падающего на этот слой света и толщине поглощающего слоя, т. е. [c.280]

Как следует из (18.12), распространение сильного светового поля в среде в отличие от линейной оптики приводит к изменению в общем случае комплексного показателя преломления в зависимости от интенсивности света, в результате чего происходят пропорциональные интенсивности поля изменения как фазовой скорости света в среде, так и коэффициента поглощения. Другими словами, при распространении сильного светового поля в среде создается новое условие для распространения света самим же светом, т. е. возникает эффект взаимодействия. [c.397]

Преломление света. Волновая теория света объяснила и явление преломления света. Наблюдения показывают, что при переходе света из одной среды в другую может происходить изменение направления распространения света — преломление света. [c.265]

Опыты показали, что в вакууме скорость света одинакова для света с любой длиной волны. Отсюда следует, что разложение света в стеклянной призме обусловлено зависимостью скорости распространения света в среде от длины световой волны. [c.269]

Современник Ньютона Гюйгенс выступил с другой теорией света ( Трактат о свете , написан в 1678 г., издан в 1690 г.). Он исходил из аналогии между многими акустическими и оптическими явлениями и полагал, что световое возбуждение следует рассматривать как упругие импульсы, распространяющиеся в особой среде — в эфире, заполняющем все пространство как внутри материальных тел, так и между ними. Огромная скорость распространения света обусловливается свойствами эфира (его упругостью и плотностью) и не предполагает быстрых перемещений частиц эфира. Из наблюдений над распространением волн по поверхности воды было известно, что сравнительно медленные движения частиц вверх и вниз метут давать начало волнам, быстро распространяющимся по поверхности воды. [c.18]

В частности, плоская волна, распространяясь в такой среде, останется плоской. Это заключение можно подтвердить рассуждениями, подобными тем, которые служат (по Френелю) для объяснения прямолинейного распространения света. Если же однородность среды нарушена какими-либо включениями или вследствие каких-либо процессов, т. е. если в среде встречаются области, показатель преломления которых отличается от показателя преломления остальной части, то на таких неоднородностях должны возникнуть дифракционные явления, и часть света дифрагирует (отклоняется) от своего первоначального направления. [c.227]

Явления интерференции и дифракции света показывают, что распространение света представляет собой волновой процесс. С помощью волновой теории мы можем решать задачи о распространении света как в однородной среде, так и через любую оптическую систему, т. е. через совокупность различных сред, ограниченных теми или иными поверхностями и диафрагмами. Однако в очень многих областях, имеющих важное практическое значение, в частности, в вопросе о формировании светового пучка (светотехника) и в вопросах об образовании изображения (оптотехника), решение можно получить гораздо более простым путем, с помощью представлений гео.мет-рической оптики. [c.272]

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]

Как уже упоминалось в 157, вторичные волны, вызываемые вынужденными колебаниями электронов, рассеивают в стороны часть энергии, приносимой световой волной. Другими словами, распространение света в веществе должно сопровождаться рассеянием света. Достаточным условием для возникновения такого явления служило бы, по-видимому, наличие электронов, способных колебаться под действием переменного поля световой волны, а такие электроны есть в достаточном количестве во всякой материальной среде. Однако нужно помнить, что эти вторичные волны когерентны между собой и, следовательно, при расчете интенсивности света, рассеянного в стороны, надо принять во внимание их взаимную интерференцию. [c.575]

Эффекты, сходные с излучением Вавилова — Черенкова, хорошо известны в области волновых явлений. Если, например, судно движется по поверхности спокойной воды (озера) со скоростью, превышающей скорость распространения волн на поверхности воды, то возникающие под носом судна волны, отставая от него, образуют плоский конус волн, угол раскрытия которого зависит от соотношения скорости судна и скорости поверхностных волн. При движении снаряда или самолета со сверхзвуковой скоростью возникает звуковое излучение ( вой ), законы распространения которого также связаны с образованием так называемого конуса Маха . Явления эти осложняются нелинейностью аэродинамических уравнений. В 1904 г. Зоммерфельд рассчитал электродинамическое (оптическое) излучение подобного рода, которое должно возникать при движении заряда со скоростью, превышающей скорость света. Однако через несколько месяцев после появления работы Зоммерфельда создание теории относительности сделало бессмысленным рассмотрение движения заряда со скоростью, превышающей скорость света в пустоте, и расчеты Зоммерфельда казались лишенными интереса. Физическая возможность появления свечения Вавилова — Черенкова связана с движением электрона со скоростью, превышающей фазовую скорость световой волны в среде, что не стоит ни в каком противоречии с теорией относительности. [c.764]

Черепковское свечение было объяснено в 1937 г. советскими физиками И. Е. Таммом и И. М. Франком на основе классической электродинамики . Они обратили внимание на то, что утверждение классической электродинамики об отсутствии потерь на излучение у равномерно и прямолинейно движущейся заряженной частицы опирается на предположение о том, что скорость движения частицы меньше скорости распространения света. Однако это условие может быть нарушено при движении частицы в среде с показателем преломления > 1. В этом слу- [c.235]

В отсутствие внешнего магнитного поля хаотическое расположение молекул создает макроскопическую изотропность среды. Наложение достаточно сильного магнитного поля, воздействующего на магнитные моменты молекул, ориентирует их определенным образом относительно этого поля, превращая среду в анизотропную. При прохождении света через такую среду возникает двойное лучепреломление, причем магнитное поле направлено перпендикулярно к направлению распространения света. Схема опыта по наблюдению двойного лучепреломления в магнитном поле аналогична схеме опыта по наблюдению эффекта Керра (см. рис. 19.2). [c.70]

Во всем предыдущем изложении предполагалось, что свет распространяется в совершенно однородной среде. Реальная же среда никогда не бывает однородной. В ней могут быть градиенты плотности, температуры и т, д., вследствие чего показатель преломления среды становится функцией координат. Наряду с такими макроскопическими неоднородностями, которые в пространстве меняются очень медленно, в среде могут быть вкраплены микроскопические неоднородности. К ним относятся взвешенные в среде мелкие частицы с отличным от нее показателем преломления п коэффициентом поглощения, например взвешенные коллоидные частицы в растворах, частицы пыли и тумана в воздухе, твердые частицы в жидкостях. Эти частицы имеют различные размеры и разный показатель преломления. Все это оказывает значительное влияние на распространение света в среде. [c.110]

В основе теоретического рассмотрения нелинейных явлений, возникающих при распространении света в среде, лежит зависимость поляризованности среды Р от напряженности электрического поля Е световой волны. [c.298]

Как известно, электромагнитная волна, являющаяся носителем энергии излучения, представляет собой распространение в среде изменяющихся во времени напряженностей электрического и магнитного полей [1]. Векторы электрической и магнитной напряженностей взаимно перпендикулярны. Скорость распространения этих поперечных волн зависит от свойств среды и от частоты. В вакууме они раотространяются со скоростью света (е л З-10 м/с). [c.12]

Еще с древних времен известны некоторые основные законы геометрической оптики — прямолинейное распространение света в однородной среде, распространение через границу двух прозрачных сред с отличающимися показателями преломления (закон преломления света) и отражение от плоской зеркальной поверхности (закон отражения света). А как быть, если распространение света происходит в среде с псирерывно меняющимся показателем преломления Существует ли какая-нибудь общая закономерность, описывающая распространение света во всех вышеперечисленных случаях Ответ на подобный вопрос был дан французским математиком Ферма в середине XVII в. [c.167]

ВОЛНА бегущая—распространение возмущения в среде ВОЛНА (световая — электромагнитное излучение, содержащее в своем составе синусоидальные электромагнитные волны с длинами волн в диапазоне 0,4...0,76 мкм синусоидальная—распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящих со строго определенной частотой спиновая — волна нарушений спинового порядка в магнитоупорядоченной среде (ферромагнетике, ферримагнетике и антиферромагнетике) ударная — распространение в среде области, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях уединенная — волна с устойчивым профилем в нелинейной диспергирующей среде, ведущая себя подобно частице цилиндрическая— волна, имеющая цилиндрический волновой фронт) ВОЛНЫ [вторичные — волны электромагнитные, излучаемые молекулами в процессе вынужденных колебаний той же частоты, что и падающий свет гравитационные — поверхностные волны, в которых основную роль играет сила тяжести или свободное гравитационное поле, излучаемое ускоренно движущимися массами де Бройля — волны, связанные с любой движущейся частицей и отражающие ее квантовую природу инфразнуковые — волны звуковые с частотой у<16Гц] [c.227]

В поле мощного оптич. излучения в результате од-новрем. протекания процессов дифракции света на УЗ и генерации УЗ-волн вследствие электрострикции происходит усиление светом УЗ-волны, В частности, при распространении в среде интенсивного лазерного излучения наблюдается т, н, вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, при к-ром происходит усиление лазерным излучением тепловых акустич. шумов, сопровождающееся нарастанием интенсивности рассеянного света. К оптоакустич. эффектам относится также генерация акустич. колебаний периодически повторяющимися световыми импульсами, к-рая обусловлена переменными механич. напряжениями, возникающими в результате теплового расширения при периодич. локальном нагревании среды светом. [c.46]

При распространении в среде света, падающего на неё извне, колебания электронов в атомах носят вынужденный характер и совершаются с частотой падающей световой волны. При таком подходе П. с. связывается с потерями энергии волны на вынужденные колебания электронов. (Энергия, поглощённая атомом, может переизлучаться или переходить в др. виды энер- [c.660]

ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЬ (преломления коэффициент) — оптич. характеристика среды, связанная с преломлением света на границе раздела двух прозрачных оптически однородных н изотропных сред при переходе его из одной среды в другую и обусловленная различием фазовых скоростей распространения света и в средах. Величина П. п,, равная отношению этих скоростей = С1/С21 наЗ. о т н о с п т е л ь н ы м П. п. этих сред. Если свет падает на вторую или первую среду из Вакуума (где скорость распространения света с), то величины %= с с п = / паз. абсолютными П. п. данных сред. При этом — п.у1пу, й аакон преломления может быть записан в виде п в1пф = К231Пфа, где ф1 и Фа — углы падения п преломления. [c.107]

При каких условиях возможно нарастание интеисивности пучка монохроматического света по мере его распространения в среде Поясните принцип действия квантового усилителя. [c.444]

Интересно рассмотреть также поперечные моды в качестве независимых носителей информационных каналов вместо используемых продольных мод (а может быть, и в дополнение к ним). Как было сказано выше, поперечные моды лазерного излучения представляют собой пучки света, распределение комплексной амплитуды в сечении которых описывается собственными функциями оператора распространения света в соответствующей среде. Фундаментальным свойством мод является сохранение структуры и взаимной ортогональности при распространении в среде. Именно это свойство поперечных мод является основой для построения систем связи с модовым уплотнением каналов. Интерес к поперечным модам как носителям независимых каналов передачи информации связан, во-первых, с постоянным повышением качества производимых многомодовых волокон [см., например, 68], во-вторых, с разработкой методов качественного синтеза дифракционных оптических элементов моданов [19, 27-30], способных эффективно формировать и селектировать поперечные моды лазерного излучения (см. также 6.2 данной книги). Общая теория построения телекоммуникационных систем с уплотнением каналов, основанном на использовании поперечных мод, детально изложена в [19]. Отметим, что селективное возбуждение поперечных мод оптоволокна позволит увеличить пропускную способность линии связи не только за счет параллельной передачи нескольких каналов по одному волокну, но и за счет решения проблемы уширения импульса, вызываемого наличием межмодовой дисперсии [18-20, 6.2.7]. Одна из предполагаемых инженерных реализаций волоконно-оптической связи с использованием селективного возбуждения поперечных мод [19] представлена на рис. 6.53. Пространственный фильтр МА является матрицей электрооптических модуляторов, освещаемых плоской волной когерентного света Рд (х). На матрицу электрооптических модуляторов непосредственно подается вектор промодулированных по времени сигналов 5Д. [c.456]

ЭКСТИНКЦИЯ — ослабление света при распространении в среде. Величипа К = nnY-li. — коэффициент Э., 1 де я — коэфф. проло.млепня, X — длнна волны, X — показатель Э., входящий в выражение Б /гера — JJа.терта — Вера закона. [c.441]

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА НА УЛЬТРАЗВУКЕ (акустооптическая дифракция) — совокупность явлений, связанных с откло-нениехМ от законов прямолинейного распространения света в среде в присутствии УЗ-вой волны. В результате периодич. изменения показателя преломления света п под действием звуковой волны в среде возникает структура, аналогичная дифракционной решётке, к-рая обладает периодичностью УЗ-вой волны и движется вместе с пей со скоростью звука. Если в такой структуре распространяется пучок монохроматич. света, то в среде, помимо основного, возникают пучки отклонённого (дифрагированного) света, характеристики к-рых — направление в пространстве, поляризация ж [c.126]

НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА, раздел нейтронной физики, в рамках к-рого изучается вз-ствие медленных нейтронов со средой и с эл.-магн. и гравитац. полями. В условиях, когда длина волны де Бройля нейтрона Х=Штр т — масса нейтрона, V — его скорость) сравнима с межат. расстояниями или больше их, существует нек-рая аналогия между распространением в среде фотонов и нейтронов. В Н. о., так же как и в световой оптике, есть неск. типов явлений, описы ваемых либо в лучевом приближении (преломление и отражение нейтронных пучков на границе двух сред), либо в волновом (дифракция в периодич. структурах и на отд. неоднородностях). Комбинационному рассеянию света соответствует неупругое рассеяние нейтронов круговой поляризации света можно сопоставить (в первом приближении) поляризацию нейтронов. Аналогию между нейтронами и фотонами усиливает отсутствие у них электрич. заряда. Однако в отличие от квантов эл.-магн. поля не троны, двигаясь в среде, в осн. взаимодействуют с ат. ядрами, обладают магн. моментом и массой покоя, вследствие чего скорость распространения тепловых нейтронов в 10 —10 раз меньше, чем для фотонов той же длины волны. [c.453]

Это была не единственная трудность, стоящая перед гипотетическим эфиром. Как показали измерения Фуко и Физо, скорость распространения света в разных средах различна. Это могло иметь место в случае, если бы эфир обладал разными свойствами в разных средах. Неприятиости, связанные с эфиром, этим не исчерпываются. Если эфир обладает свойствами твердого тела, то в нем могут распространяться как поперечные, так и продольные волны, в то время как у световой волны продольной составляющей нет. Следовательно, эфир должен был обладать такими свойствами, которые допускают распространение в нем только поперечной волны. [c.7]

Согласно представлениям Рэлея, рассеяние света однородной газовой средой объясняется движением молекул ее составляюн их. Рэлею было известно, что распространение плоской волны через однородную среду, состоящую из неподвижных частиц (молекул), не приводит к рассеянию света. Отсутствие рассеяния света в данном случае обусловлено интерференцией вторичных волн. Постоянство сдвига фаз между вторичными волнами, исходящими из одинаковых элементов объема, приводит к взаимному гашению вторичных волн во всех направлениях, кроме направления распространения, предписанного законом геометрической оптики . Чтобы объяснить рассеяние света в газе, Рэлей полагал, что вторичные волны, излучаемые одинаковыми элементами объема однородной среды (газа), [c.309]

Первые научные гипотезы о природе света были высказаны в XVII в. К этому времени были обнаружены два замечательных свойства света — прямолинейность распространения в однородной среде и независимость распространения световых пучков, т. е. отсутствие влияния одного пучка света на распространение другого светового пучка. [c.262]

В XIX в. появилась возможность точного измерен[ия скорости света и в каком-либо веществе (газообразном или жидком). Из таких измерений можно определить с/и = пи сравнить его с табличным значением показателя преломления для данного вещества, получаемого из основанных на использовании закона преломления измерений, которые можно провести с большой точностью. Обычно значения п ---- sin ф/.sin ср2 хорошо согласуются со значениями, найденными из измерений скорости света, но в некоторых случаях возникают расхождения. Так, например, для показателя преломления сероуглерода вместо п = 1,64 было получено значение 1,76, что выходит за пределы допустимой погрешности измерений. Это является следствием значительных трудностей, неизбежно возникаюпхих при описании движения импульса в среде, в которой показатель преломления зависит от частоты, т. е. в диспергирующей среде. В таком случае кроме фазовой скорости нужно ввести euie групповую скорость, характеризующую скорость распространения всей группы волн, к рассмотрению которой мы переходим. [c.46]

Выше уже отмечались исследования С. И. Вавилова зависимости коэс1х ициента поглощения от интенсивности поглощаемого света (см. гл. ХХУИ1, ХЬ). В книге Микроструктура света , обобщая свои наблюдения, относящиеся к 20 гг., и последующие опыты, Вавилов писал Нелинейность в поглощающей среде должна наблюдаться не только в отношении абсорбции. Последняя связана с дисперсией, поэтому скорость распространения света в среде, вообще говоря, также должна зависеть от световой мощности. По той же причине в общем случае должна наблюдаться зависимость от световой мощности, т. е. нарушение принципа суперпозиции, и в других оптических свойствах среды — в двойном лучепреломлении, дихроизме, вращательной способности и т. д. . Последующее развитие нелинейной оптики, об>условленное экспериментальным исследованием распространения лазерного излучения, не только подтвердило общие соображения Вавилова о мно-гообрази И возможных нелинейных явлений, но и привело к обнаружению всех перечисленных им конкретных эффектов. Поэтому Вавилов по праву признан основоположником нелинейной оптики. [c.820]

Дихроичные поляризаторы. В основе этого типа поляризаторов лежит явление дихроизма, состоящее в том, что коэффициент поглощения света веществом зависит не только от длины волны, по и от поляризации света. Различное поглощение света в зависимости от ориентации вектора Е влечет за собой и зависимость поглощения от направления распространения света в среде. С этой точки зрения вместо термина дихроизм (двухцвет-ность) был бы более подходящим термин плеохроизм (многоцветность), однако в литературе укоренился термин дихроизм . [c.38]

В заключение настоящего раздела коротко остановимся на некоторых опытах по исследованию распространения света во вращающихся средах. Такие среды относятся к неинерциальным системам, и эта неинерци-альность может быть обнаружена из оптических опытов. При этом если осуществляется условие ц<Сс, где v — скорость точек на окружности вращающейся среды, то рассмотрение можно вести в рамках классической (нерелятивистской) физики, поскольку в этом случае мы имеем дело с эффектами первого порядка относительно vj и расчеты как по теории относительности, так и по классической теории дают один и тот же результат. [c.221]

В отличие от активных модуляторов добротности, у которых момент выключения потерь определяется в)1еш-ними факторами, включение добротности пассивными модуляторами полностью определяется плотностью излучения внутри резонатора и их оптическими свойствами. В качестве пассивных модуляторов (или пассивных затворов) могут использоваться просветляющиеся фильтры, пленки, разрушающиеся под действием излучения, полупроводниковые зеркала с коэффициентом отражения, зависящим от интенсивности света, органические красители и т. д. Особое место среди пассивных затворов занимают затворы на основе просветляющихся фильтров. Исключительная простота таких затворов в сочетании с высокими параметрами получаемых с их помощью моноимпульсов излучения обеспечила им весьма широкое распространение. В основе работы этих затворов лежит способность просветляющихся фильтров обратимо изменять коэффициент поглощения под действием интенсивных световых потоков. Введение в резонатор пассивного затвора (рис. 35.10) приводит к увеличению порогового уровня накачки, в результате чего к моменту начала генерации па метастабилышм уровне накапливается значительное число активных частиц. При возникновении генерации лазерное излучение, проходящее через затвор, резко уменьшает его потери и запасенная энергия излучается в виде мощного импульса. Длительность этого импульса почти такая же, как и в режиме мгновенного включения добротности. Применение этих затворов значительно упрощает конструкцию генератора и позволяет получить параметры выходного импульса, близкие к предельным. [c.284]

И корпускулярной теорий была, пожалуй, одной из наиболее интересных в истории физики. Голландский ученый X. Гюйгенс развивал волновую теорию света. Возражая ему, Ньютон указывал, что всякое волновое движение должно распространяться в какой-либо среде. Г юйгенс допускал существование этой, пока еще не проявившей себя явным образом среды, которую он назвал эфиром. Отношение Ньютона ко всякого рода эфирным теориям мы уже знаем (с. 54). Частищл света, утверждал он, не нуждаются в чем-либо для своего распространения. Опираясь на акт отсутствия взаимодействия пересекающихся световых пучков, Гюйгенс утверждал, что это трудно совместить с корпускулярной теорией. Ньютон же, обращая внимание на прямолинейность распространения света, видел в этом противоречие с волновой теорией (распространяющиеся по поверхности воды волны огибают расположенные на их пути препятствия). [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...