Классическая теория - дисперсия
Cтраница 3
В атомных масштабах движение электрона подчиняется законам квантовой, а не классической механики. Поэтому может сложиться впечатление, что классическая теория дисперсии лишена физического содержания и представляет лишь исторический интерес. [31]
 |
Эмпирические коэффициенты для оценки непрозрачности, исходя из относительной влажности на поверхности. [32] |
Исходя из практических соображений, мы раздельно рассматривали эффекты задержки распространения и поглощения радиоволн в нейтральной атмосфере. Однако задержка и поглощение тесно связаны, поскольку они получены из действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости газа в атмосфере. Теперь рассмотрим эту взаимосвязь с физической точки зрения на основе классической теории дисперсии. Из анализа станет ясно, почему задержка, обусловленная атмосферой, слабо зависит от частоты даже вблизи спектральных линий, вызывающих сильное поглощение. [33]
Но вывод закона излучения по методу Планка, приведенный в § 9.2, в какой-то мере неудовлетворителен, поскольку он во многом основан на законах классической физики и лишь частично использует квантовые представления. В самом деле, формула (9.14), связывающая спектральную плотность энергии равновесного излучения Uj ( T) со средней энергией е осциллятора, получена чисто классическим путем, так как поглощение и испускание света осциллятором рассчитывалось с помощью классической электродинамики, в то время как при нахождении е использована квантовая гипотеза о дискретных энергетических уровнях осциллятора. Успех такой эклектической теории связан со спецификой выбранной модели: для осциллятора, как это уже отмечалось при обсуждении классической теории дисперсии ( см. § 2.3), классическое и квантово-механическое рассмотрение процессов поглощения и испускания приводит к одинаковым результатам. [34]
До сих пор мы основывались на предположении о том, что у каждого вещества имеется только одна характерная для него циклическая частота со0 свободных колебаний оптических электронов. В действительности, как показывают опыты, при прохождении света сквозь любое газообразное вещество наблюдается целый ряд1 характерных для этого вещества линий поглощения. Следовательно, каждое вещество характеризуется определенным набором различных циклических частот Ось. Поэтому в классической теории дисперсии света вводится предположение о том, что каждый атом ( или молекулу) вещества можно рассматривать как систему гармонических осцилляторов - заряженных частиц с различными эффективными зарядами qk и массами mh, совершающих свободные незатухающие колебания с циклическими частотами Юоь - Под действием электрического поля световой волны все эти осцилляторы совершают вынужденные колебания и вносят свой вклад в поляризацию вещества, а следовательно, и в выражение для его показателя преломления. [35]
Таким образом, согласно квантовой теории, взаимодействие поля с поглощающим атомом можно описать с помощью набора линейных осцилляторов, каждый из которых обладает резонансной частотой, соответствующей некоторому оптическому переходу. Поскольку в квантовой механике возможны переходы не только из состояния / в состояние г, но и обратные, то очевидно, что в связи с этим сила осциллятора ( величина вклада каждого осциллятора в оптические константы) в соответствующем переходе станет / у. Ej), которым соответствует отрицательная частота перехода. Таким образом, в отличие от классической теории дисперсии, где сила осциллятора является всегда положительной величиной, в квантовой теории она может принимать также отрицательные значения. Отрицательному значению силы осциллятора соответствуют отрицательная дисперсия и отрицательное поглощение. [36]
Страницы: 1 2 3