Действие - световая волна
Cтраница 3
Этот вывод не учитывает того обстоятельства, что направление локального поля F не остается абсолютно неизменным, но через некоторые промежутки времени, равные в среднем т ( длительности оседлой жизни), резко изменяется. Совершенно аналогичные условия рассматриваются в лоренцовской теории затухания колебаний, совершаемых электронами под действием световых волн в атомах или молекулах газа вследствие столкновений последних друг с другом. [31]
В анизотропных телах ( за исключением кристаллов с кубической решеткой) сила взаимодействия между электронным облаком и решеткой в разных кристаллографических направлениях различна. В результате и собственная частота колебаний электронного облака будет зависеть от того, в каком направлении станут колебаться электроны под действием световой волны. А это согласно формуле (63.15) в свою очередь приведет к разным значениям показателя преломления и скорости волны в разных направлениях. [32]
Вернемся еще раз к вопросу об оптической однородности среды, нарушение которой, как мы видели, является физической причиной явления рассеяния света. Как сказано, в случае оптически однородной среды близкие между собой малые участки ее, равные по объему, становятся под действием световой волны источниками вторичных излучений одинаковой интенсивности. Это означает, что соответствующие участки приобретают под действием переменного поля световой волны равные между собой электрические моменты, изменением которых со временем и вызывается вторичное излучение. Условие оптической однородности означает, что показатель преломления для разных участков нашей среды имеет одинаковое значение. Отсюда следует, что при постоянстве показателя преломления во всем объеме среды нельзя ждать явлений рассеяния света. [33]
 |
Спектральная чувствительность глаза. [34] |
В процессе деятельности человек до 90 % всей информации получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации происходит в световом диапазоне ( 380 - 760 нм) электромагнитных волн. Цветовые ощущения вызываются действием световых волн, имеющих различную длину. [35]
Поскольку распространение света в преломляющей среде связано со свойствами молекул, а именно с их поляризуемостью под действием электромагнитной волны, то различные вещества будут иметь разную преломляющую способность. Физически механизм поляризуемости сводится к способности положительных и отрицательных зарядов смещаться друг относительно друга. При этом в колебательном движении под действием световой волны принимают участие электронные оболочки и ядра атомов, которые в соответствии со структурой вещества и силами взаимодействия имеют собственные частоты колебаний, расположенные в той или иной области спектра. Для большинства чистых жидкостей собственные колебания электронов имеют соответствующие им полосы поглощения, расположенные в ультрафиолетовой части спектра. Полосы поглощения, связанные с колебанием ядер, находятся в инфракрасном участке спектра. [36]
В случае изотропных веществ направления Е для вторичной и первичной волн одинаковы. Для анизотропных сред оба эти направления в общем случае различны. Макроскопические электрические свойства вещества, определяющие его поведение под действием световой волны, характеризуются относительной диэлектрической проницаемостью е ( стр. [37]
Электромагнитная волна, падая из вакуума на вещество, вызывает колебания в атомах и молекулах вещества. В случае ультрафиолетовых и видимых лучей за изменением электромагнитного поля световой волны могут следовать только электроны в атомах. Инфракрасные лучи вызывают колебания атомов в молекулах, а также частиц, находящихся в узлах кристаллических решеток твердых тел ( стр. Наиболее сильно действие световой волны проявляется, когда ее частота совпадает с одной из собственных частот колебаний электронов в атомах или близка к ней. [38]
Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, настолько слабо связанных с атомами металла, что для многих явлений эти электроны можно считать свободными. Вторичные волны, вызванные вынужденными колебаниями свободных электронов, порождают сильную отраженную волну, интенсивность которой может достигать 95 % ( и даже больше) интенсивности падающей, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла. Так как плотность свободных электронов весьма значительна ( порядка 102а в 1 см3), то даже очень тонкие слои металла отражают большую часть падающего на них света и являются, как правило, практически непрозрачными. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, испытывает в нем поглощение. Свободные электроны, приходя в колебание под действием световой волны, взаимодействуют с ионами металла, в результате чего энергия, заимствованная от электромагнитной волны, превращается в тепло. [39]
Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, настолько слабо связанных с атомами металла, что для многих явлений эти электроны можно считать свободными. Вторичные волны, вызванные вынужденными колебаниями свободных электронов, порождают сильную отраженную волну, интенсивность которой может достигать 95 % ( и даже больше) интенсивности падающей, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла. Так как плотность свободных электронов весьма значительна ( порядка 1022 в 1 см3), то даже очень тонкие слои металла отражают большую часть падающего на них света и являются, как правило, практически непрозрачными. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, испытывает в нем поглощение. Свободные электроны, приходя в колебание под действием световой волны, взаимодействуют с ионами металла, в результате чего энергия, заимствованная от электромагнитной волны, превращается в тепло. [40]
Коротко изложим суть современной статистической теории рассеяния света в газах. Будем считать, что неоднородности возникают только благодаря флуктуации плотности в объемах, линейные размеры которых малы по сравнению с длиной волны света. Пусть в некотором малом объеме и случайно ( благодаря тепловому движению молекул) собралось число частиц N0 AW, где N0 - число частиц в рассматриваемом малом объеме при идеально равномерном распределении молекул в пространстве, A / V - флуктуация плотности молекул. Ее легко вычислить, если учесть, что флуктуации плотности вызывают дополнительную поляризацию АР под действием световой волны. [41]
Механизм возбуждения молекулярных колебаний при явлении комбинационного рассеяния совершенно иной. Свет высокой частоты, воздействуя на электронную оболочку молекулы, меняет ее конфигурацию. Но эта конфигурация определяет силы, удерживающие атомы в равновесном состоянии друг около друга. Это колебание атомных остатков в свою очередь может воздействовать на электронную конфигурацию, упрочняя или расслабляя ее, в зависимости от взаимного расположения атомных остатков. Если это имеет место, то интенсивность рассеянного света, которая зависит от легкости, с которой поддается электронная оболочка вынуждающему действию световой волны высокой частоты, будет меняться с периодом, совпадающим с периодом собственного колебания молекулы. Такое периодическое изменение интенсивности рассеянного света, или, как говорят радиоспециалисты, такая модуляция света эквивалентна изменению его частоты. [42]
Взаимодействие света с металлом приводит к возникновению вынужденных колебаний свободных электронов, находящихся внутри металлов. Такие колебания вызывают вторичные волны, приводящие к сильному отражению света от металлической поверхности и сравнительно слабой волне, идущей внутрь металла. Чем больше электропроводность металлов, тем сильнее происходит отражение света от их поверхности. В идеальном проводнике, для которого а - оо, поглощение полностью отсутствует и весь падающий на его поверхность свет отражается. Поэтому заметный слой металла является непрозрачным для видимого света. Сильное поглощение проникающей внутрь металла световой волны обусловлено превращением энергии волны в джоулево тепло благодаря взаимодействию почти свободных электронов, испытывающих вынужденные колебания под действием световой волны. [43]
Действие световых волн на атомы оказывается при этом аналогичным действию звуковых волн на колеблющуюся струну. В последнем случае у струны возбуждаются различные обертоны, накладывающиеся на основной ее тон. Нечто в этом роде происходит и в нашем случае. Через некоторое время после начала действия света состояние рассматриваемой совокупности экземпляров атома водорода описывается сложным колебательным процессом, слагающимся из исходного колебания и обертонов, соответствующих возбужденным состояниям атома. Квадрат амплитуды каждого из этих колебаний представляет собой меру вероятности того, что за означенное время атом водорода перейдет из нормального состояния в соответствующее ему возбужденное. Если последнее представляет собой ионизованное состояние атома, то мы получаем, таким образом, вероятность фотоэлектрического эффекта. Эта вероятность имеет заметную величину лишь в том случае, если электрону или, вернее, атому сообщается энергия hv ( где v - частота световых колебаний), так, как если бы вырывание электронов обусловливалось не действием световых волн, но действием соответствующих последним фотонов. [44]
Страницы: 1 2 3