Физика. Разделы: "Волновая оптика", "Элементы атомной физики и квантовой механики": Программа, методические указания и контрольные задания, страница 4

Разрешающая способность объектива (критерий Рэлея):

,

где D - диаметр объектива; a - минимальный угол между параллельными пучками света, разрешаемый объективом; λ - длина световой волны.

Разрешающая способность микроскопа, определяется как минимальное расстояние d, различимое с помощью микроскопа:

,

где f - половина угла между лучами, идущими от точки на поверхности рассматриваемого предмета к краям объектива; n -показатель преломления прозрачного вещества, заполняющего пространство между предметом и объективом.

Закон Малюса:

J = J₀cos²a,

где J - световой поток, прошедший через поляризационный анализатор; J₀ - падающий на анализатор, причем падающий поток света линейно поляризован; a - угол между направлениями плоскости поляризации падающего светового пучка, и направлением главной плоскости анализатора.

Закон Брюстера:

,

где i_B – угол Брюстера (так называется угол падения светового луча, при котором отраженный луч полностью поляризован, т.е. имеет линейную поляризацию); n₁₂ – относительный показатель преломления второй среды, относительно первой; n_1, n₂ - абсолютные показатели преломления первой и второй сред соответственно. Луч света падает из первой среды на границу со второй.

Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:

1) j = ad (в твердых телах), где a - постоянная вращения; d – длина пути света в оптически активном веществе.

2) j = [a] rd (в растворах), где [a] – удельное вращение оптически активного вещества, r - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Полное внутреннее отражение наблюдается при падении луча света из оптически плотной среды на границу с оптически менее плотной средой. При углах больших или равных предельному осуществляется полное отражение (без преломленного луча). Предельный угол определяется следующим образом:

,

где  - показатель преломления более плотной среды,  - показатель менее плотной среды.

Закон поглощения света (закон Бугера):

,

где  - интенсивность света, прошедшего слой поглощающего свет вещества толщиной ; - интенсивность света падающего на слой; m - линейный коэффициент поглощения.

6.2. Элементы атомной физики и квантовой механики.

Энергия фотона (формула Планка):

,

где ħ – постоянная Планка; w – частота фотона (). Частота w, выраженная в () и частота n,выраженная в (Гц) связаны между собой соотношением:

Формула Эйнштейна (закон пропорциональности массы и энергии):

Масса фотона:

Импульс фотона:

Формула Де-Бройля:

,

где  - импульс частицы (в частном случае это импульс фотона);  - волновой вектор, направление которого совпадает с направлением движения частицы (или фотона), а модуль равен , где l - длина волны (если анализируется движение частицы, то l называют длиной волны Де-Бройля, если изучаются световые явления, то l - длина световой волны).

Закон Стефана – Больцмана:

,

где R – энергетическая светимость источника теплового излучения [Вт/м²]; Т – абсолютная температура теплового излучателя.

Постоянная закона Стефана-Больцмана:

Закон смещения Вина:

,

где  - длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности теплового излучения; Т – абсолютная температура излучателя; b – постоянная (b = 2,89782×10^-3 м×К).

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

,

где А – работа выхода электрона; m, u_max - масса и максимальная скорость фотоэлектрона соответственно.

Эффект Комптона заключается в изменении длины волны и направления движения рентгеновского или g - квантов при упругом столкновении со свободным неподвижным электроном. Изменение длины волны будет: