TRINITI
Новичок
|
    
Чем обусловленное ограничение увеличения в оптическом микроскопе?
|
Всего сообщений: 1 | Присоединился: ноябрь 2010 | Отправлено: 27 нояб. 2010 18:14 | IP
|
|
VF 
Administrator
|
 
Длиной волны света.
|
Всего сообщений: 3110 | Присоединился: май 2002 | Отправлено: 27 нояб. 2010 21:18 | IP
|
|
Tatyana Danina
Новичок
|
КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
«Корпускулярно-волновой дуализм – это лежащее в основе квантовой теории представление о том, что в поведении микрообъектов проявляются как корпускулярные, так и волновые черты» (ФЭС под ред. А.М. Прохорова, «Корпускулярно-волновой дуализм»).
«В конце VII века на основе многовекового опыта и развития представлений о свете возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс). Согласно корпускулярной теории (теории истечения), свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами и летящих по прямолинейным траекториям. Движение световых корпускул Ньютон подчинил сформулированным им законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика при ударе о плоскость, где также соблюдается закон равенства углов падения и отражения. … Согласно волновой теории, развитой на основе аналогии оптических и акустических явлений, свет представляет собой упругую волну, распространяющуюся в особой среде – эфире. Эфир заполняет все мировое пространство, пронизывает все тела и обладает механическими свойствами – упругостью и плотностью. Согласно Гюйгенсу, большая скорость распространения света обусловлена особыми свойствами эфира. Волновая теория основывается на принципе Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени» (Т. И. Трофимова, «Курс физики», Глава 22 «Интерференция света»).
Такие явления, как «излучение черного тела, фотоэффект, эффект Комптона – служат доказательством квантовых (корпускулярных) представлений о свете как о потоке фотонов. С другой стороны, такие явления, как интерференция, дифракция и поляризация света, убедительно подтверждают волновую (электромагнитную природу света. Наконец, давление и преломление света объясняются как волновой, так и квантовой теориями. Таким образом, электромагнитное излучение обнаруживает удивительное единство, казалось бы, взаимоисключающих свойств – непрерывных (волны) и дискретных (фотоны), которые взаимно дополняют друг друга. Основные уравнения, связывающие корпускулярные свойства электромагнитного излучения (энергия и импульс фотона) с волновыми свойствами (частота или длина волны): εγ = hν , pγ = hν/c = h/λ» (Т.И. Трофимова, «Курс физики», § 207 «Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения»).
Как вы увидите в дальнейшем, не только особенности излучения черного тела, фотоэффект и эффект Комптона, но и интерференцию, дифракцию и поляризацию света можно без труда объяснить их корпускулярными свойствами при помощи законов классической механики, не прибегая к изобретению «некой волновой природы».
Можно утверждать, что в оптике и других разделах физики, занимающихся изучением перемещений «видимых» фотонов и других видов излучений, безраздельно «царствует» волновая теория, так как любые световые явления рассматриваются как результат колебаний частиц среды. Таким образом, в науке, несмотря на заявления о корпускулярно-волновом дуализме «света», он все еще не имеет «корпускулярных прав», в отличие от более тяжелых частиц и химических элементов.
Давайте подумаем, а стоило ли вообще привлекать понятие «волна» для описания особенностей «поведения» свободных элементарных частиц? Думаем, что нет. И вот почему.
Аналогия между волнами на водной глади и особенностями движения «видимых» фотонов была проведена в связи с острой необходимостью объяснить явления дифракции и интерференции. Амплитуда горбов и впадин в местах пересечения волн на поверхности жидкости, возрастает. Светлые полосы на дифракционной и интерференционной картинах «приравняли» к горбам, а темные – к впадинам, «сделав» таким образом «свет» «волной». Но среда, состоящая из химических элементов или элементарных частиц – это не область раздела газообразной и жидкой сред – т.е. не поверхность жидкости (воды, например). Электромагнитные волны - это не колебания пространства, так как пространство не способно сжиматься и расширяться. Это потоки распространяющихся элементарных частиц различных типов.
Как уже было сказано, в науке «не желают» признавать корпускулярные свойства фотонов. В чем выражается это «нежелание»? Ну, во-первых, фотонам «отказано» в праве иметь массу покоя. Эта возможность оставлена только «истинно» элементарным частицам – таким как протоны, нейтроны, электроны и другие. А ведь фотоны очень неплохо отклоняются гравитационными полями, и можно найти предостаточно природных явлений, подтверждающих это. К примеру, все тот же известный процесс дифракции – огибания электромагнитными волнами тел – обусловлен ничем иным, как притяжением со стороны тела, которое встречается потоку световых частиц на его пути. Не притягивай тело фотоны, они бы двигались строго по прямой. А тут вступает в действие Правило Параллелограмма и фотоны подчиняются равнодействующей Силе, которая возникает как результат сложения векторов Силы Притяжения и Силы Инерции. Так и происходит искривление траектории движения световых частиц и мы можем наблюдать огибание ими тела.
Во-вторых, к фотонам, как, впрочем, и к остальным типам элементарных частиц, «не хотят» применять Законы классической механики. Тела, которые построены из элементарных частиц, и из фотонов в том числе, «имеют право» притягиваться и притягивать, соударяться, двигаться по инерции. Почему же тогда это недоступно частицам? «Как вверху, так и внизу». Большое есть не более чем следствие сложения малых величин. И то основное, что управляет малым, распространяется и на то большое, которое слагается из этого малого. В частности, фотоны, как и остальные виды элементарных частиц, подчиняются Закону Тяготения И. Ньютона. А значит, способны притягиваться любым объектом, формирующим в пространстве Поле Притяжения – частицей, химическим элементом или телом. Однако для того, чтобы осуществлялся процесс притяжения, как уже говорилось ранее, вовсе необязательно, чтобы притягиваемый объект тоже имел массу – т.е. Поле Притяжения. Он может иметь и антимассу – Поле Отталкивания. Поэтому концепция элементарных частиц, излагаемая в этой книге, согласно которой существуют частицы двух основных типов – Инь (с Полями Притяжения) и Ян (с Полями Отталкивания), в главных чертах не противоречит Закону Тяготения. Все элементарные частицы, и фотоны в том числе, обязательно обладают каким-либо качеством. В любой ситуации они обладают либо массой, либо антимассой.
Волновую сторону корпускулярно-волнового дуализма, предложенную Х. Гюйгенсом и поддержанную создателями и последователями квантовой механикой, легко понять. Свет для них – это электромагнитное поле, пронизывающее все, энергия, разлитая в пространстве. И отдельный квант света для них – это просто флуктуация пространства. И в чем-то они правы – весь наш мир – это и есть флуктуация. Однако, с их стороны, ошибкой было считать, что свет можно полностью отождествить с процессами, протекающими в жидких средах. На самом деле, природа света – это не природа волны. Световой луч – это поток корпускул, частиц. Именно поток, а не волна. Надеемся, вы знаете между ними разницу. В потоке происходит движение компонентов среды. А волна – это движение точки или фронта точек изменяющегося положения компонентов среды.
Вот еще одно серьезное возражение против волновой теории света. В соответствии с концепцией волн выходит, что электромагнитная волна – это череда темноты (впадин) и света (горбов). Соединение впадин – темноты – дает нам на интерференционно-дифракционной картинке темные полосы. А соединение горбов – света, или горба и впадины дает нам светлые полосы. Именно так объясняет нам происходящее волновая концепция. Однако если следовать этой теории, получится, что весь наш мир должен быть испещрен светлыми и темными полосами и пятнами, поскольку источников света превеликое множество. И световые волны от них постоянно пересекаются. А значит, накладываются друг на друга их «горбы» и «впадины». Но в реальности этого нет.
Сторонники волновой теории объясняют отсутствие интерференции от разных источников света, например, от двух лампочек, некогерентностью волн, исходящих от независимых источников света. Некогерентность – это несовпадение цугов волн. Однако даже если мы последуем их логике, то соединение «впадин» любой волны с любым участком другой волны (кроме ее минимума, т.е. впадины) должно вести к ее ослаблению. Т.е вокруг нас в световых лучах, всюду, должны быть темные пятна и полосы. Этого нет.
Если продолжать следовать предлагаемой логике, то соединение двух волн, обе которых находятся не в min (не в состоянии «впадины»), обязательно должны вести к их суммированию и возрастанию. Т.е. вокруг нас в световых лучах должны быть участки увеличенной яркости. Этого нет.
Однако мы все же не будем следовать этой логике по той простой причине, что поток фотонов – это не колеблющаяся жидкость на границе раздела сред (как это имеет место, например, в океане, море или стакане воды). Свет – это единая среда. Среда, состоящая из фотонов. Волны же на поверхности жидкости возникают потому, что жидкость вытесняется каким-либо телом, оказывающим на нее давление. Например, воздухом, или другой жидкостью, или любым твердым.
(Сообщение отредактировал Tatyana Danina 9 авг. 2011 13:10)
|
Всего сообщений: 1 | Присоединился: август 2011 | Отправлено: 9 авг. 2011 13:06 | IP
|
|
Nataliya 88
Новичок
|
Оптическая сила хрусталика для человека с нормальным зрением равна D=25дп. Показатель преломления n=1.4Вычислить радиусы кривизны хрусталика . если известно , что один радиус кривизны в 2 раза больше другого.
Помогите решить пожалуйста
|
Всего сообщений: 1 | Присоединился: август 2011 | Отправлено: 25 авг. 2011 12:56 | IP
|
|
kahraba
Долгожитель
|
Самой подумать трудно? D=(n-1)(1/R1+1/R2) R1=48мм. R2=96мм
|
Всего сообщений: 896 | Присоединился: август 2011 | Отправлено: 25 авг. 2011 15:17 | IP
|
|
Baha1234
Новичок
|
помогите решить,или подскажите формулу пожалуйста???!!
1.В непрозрачном экране на расстоянии 1 мм друг от друга сделаны две узкие параллельные щели, освещаемые монохроматическим светом с длиной волны 600нм . По другую сторону экрана со щелями на расстоянии 2 м от него находится экран наблюдения. На каком расстоянии от центрального максимума наблюдаются два других ближайших максимума?
2.Мыльная пленка толщиной 0,5 мкм освещается белым светом под углом падения 300. Каким цветом будет окрашена пленка в отраженных лучах, если для пленки n = 1,33.
|
Всего сообщений: 9 | Присоединился: октябрь 2012 | Отправлено: 10 окт. 2012 23:30 | IP
|
|
Baha1234
Новичок
|
помогииите пожалуйста..(
1.На стеклянный клин падает нормально пучок света с длиной волны 582 нм. Угол клина равен 20''. Какое число темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления стекла 1,5.
2. Определить длину волны монохроматического света, падающего нормально на решетку с периодом 2,6 мкм, если угол между максимумами первого и второго порядка равен 200. Определить угловое расстояние между главным максимумом и ближайшим к нему минимумом. Решетка имеет 500 штрихов на 1 мм.
|
Всего сообщений: 9 | Присоединился: октябрь 2012 | Отправлено: 10 окт. 2012 23:42 | IP
|
|
Baha1234
Новичок
|
подскажите формулу?!пожалуйста
1.Предельный угол полного внутреннего отражения жидкости составляет 48°45’. Определить угол полной поляризации при отражении от поверхности этой жидкости.
|
Всего сообщений: 9 | Присоединился: октябрь 2012 | Отправлено: 10 окт. 2012 23:46 | IP
|
|
Baha1234
Новичок
|
На стеклянную пластинку с показателем преломления 1,7 падает луч под углом полной поляризации. Как нужно изменить угол падения, чтобы получить полную поляризацию отраженного луча, если пластину поместить в сосуд с водой?
|
Всего сообщений: 9 | Присоединился: октябрь 2012 | Отправлено: 10 окт. 2012 23:46 | IP
|
|
Mir01
Новичок
|
помогите пожалуйста !!!! это нужно для экзамена прошу помочь!!! заранее спасибо!!
1. В вогнутом сферическом зеркале, радиус кривизны которого 40 см, хотят получить действительное изображение 0,5 натуральной величины. Где нужно поставить предмет и где получится изображение?
2. Луч света падает под углом i на тело с показателем преломления n. Как должны быть связаны между собой i и n, чтобы отраженный луч был перпендикулярен преломленному?
3. Показатели преломления некоторого сорта стекла для красного и фиолетового лучей равны соответственно 1,51 и 1,53. Найти предельные углы полного внутреннего отражения при падении этих лучей на границу стекло - воздух.
4. Чему должны быть равны радиусы кривизны поверхностей, ограничивающих лупу (|R1| = |R2|), чтобы она давала увеличение для нормального глаза k = 10? Показатель преломления стекла, из которого сделана лупа, n = 1,5.
5. Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин вследствие стекания жидкости. Наблюдая интерференционные полосы в отраженном свете ртутной дуги (l = 546,1 нм), находим, что расстояние между пятью полосами равно 2 см. Найти угол клина в секундах. Свет падает перпендикулярно поверхности пленки. Показатель преломления мыльной воды 1,33.
6. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 9 мм. Радиус кривизны линзы равен 15 м. Найти длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку. Наблюдение проводится в отраженном свете.
7. На пути одного из лучей интерферометра Жамена (рис. 63) поместили откачанную трубку длиной 10 см. При заполнении трубки хлором интерференционная картина сместилась на 131 полосу. Длина волны монохроматического света в этом опыте была равна 5,9*10-5 см. Найти показатель преломления хлора.
8. В установке для наблюдения колец Ньютона пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью. Определить показатель преломления жидкости, если радиус третьего светлого кольца получился равным 3,65 мм. Наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы равен 10 м. Длина волны света 589 нм.
9. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает на пластинку перпендикулярно. Показатель преломления пластинки 1,5 длина волны 600 нм. Какова толщина пластинки?
10. Определить отношение радиусов первых трех зон Френеля
11. На щель шириной 10 мкм нормально падает пучок монохроматического света (l = 5770 A). Под каким углом к первоначальному направлению наблюдается максимум первого, второго и третьего порядка?
12. На плоскую дифракционную решетку с постоянной равной 5*10-3 мм, нормально падает пучок монохроматического света. Угол между направлениями лучей дающих максимум первого порядка справа и слева от центральной полосы дифракционной картины, равен 13°48´. Определить длину волны падающего света.
13. Вычислить наибольший угол, на который может отклониться пучек монохроматического света дифракционной решетки, имеющей 10000 штрихов при ширине решетки 4 см. Длина волны падающего света 5460 A. Лучи падают нормально к плоскости решетки.
14. Угол полной поляризации при отражении света от поверхности некоторого вещества равен 56°20'. Определить скорость распространения света в этом веществе. Вещество изотропно.
15. На стеклянную пластинку с показателем преломления 1,70 падает луч под углом полной поляризации. На сколько надо изменить угол падения, чтобы получить полную поляризацию отражённого луча, если пластинку поместить в сосуд с водой (n=1,33).
16. Определить, на сколько процентов уменьшится яркость светового пучка после прохождения через призму Николя, если на призму падает естественный свет. Потери энергии, связанные с поглощением и отражением света в николе, составляют 12%.
17. Определить степень поляризации лучей солнца, отражённых от поверхности воды, если высота солнца над горизонта 45°. Примечание: степенью поляризации частично поляризованного света обычно называют отношение (Ф┴ - Ф║)/ (Ф┴ + Ф║), где Ф┴ - световой поток с колебаниями, происходящими в плоскости, перпендикулярной плоскости падения; Ф║ - световой поток с колебаниями, происходящими в плоскости падения.
18. Найти построением по Гюйгенсу направления лучей и волновые фронты обыкновенного и необыкновенного лучей, если световая волна падает под углом к поверхности одноосного кристалла, вырезанного параллельно оптической оси кристалла. Построение выполнить для положительного и отрицательного кристаллов. Оптическая ось перпендикулярна плоскости падения.
19. Колба электрической лампы представляет собой сферу радиусом 3,3 см. Часть стенки колбы изнутри посеребрена. Лампа потребляет мощность 40 Вт, из которых 85% затрачивается на излучение. Определить во сколько раз давление газа в колбе (10-7 мм. рт. ст.). Меньше светового давления на посеребренную часть стенки колбы.
20. Молярный коэффициент поглощения раствора красителя для излучения с длиной волны 0,55 мкм равен 105 см-1*моль-1*л. Сколько фотонов излучения указанной длины волны поглотит раствор с концентрацией красителя 10-6 моль*л-1 при толщине слоя 0,1 мм? Падающий поток излучения составляет 10-3 Вт.
21. Коэффициент поглощения графита для синих лучей (l = 0,436 мкм) равен 700 см-1. Какой слой графита вызовет ослабление пучка синих лучей в 100 раз? Сколько длин волн уложится на этом отрезке? Во сколько придется увеличить яркость падающего пучка, чтобы при увеличении толщины графитового фильтра с 30 мкм до 60 мкм яркость выходящего пучка не изменилась?
22. Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его продольные размеры уменьшились в два раза?
23. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость составила 95% скорости света?
24. Найти потерю массы, происходящую при образовании 1 кмоль воды, если реакция образования воды такова: 2H2 + O2 = 2H2O + 5,75*105 кДж.
25. Солнце излучает ежеминутно энергию 6,5*1021 кВт*ч. Считая излучение Солнца постоянным, найти, за какое время масса Солнца уменьшится в два раза.
26. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найти температуру этого тела, если известно, что поверхность его равна 0,6 м2.
27. Считая, что атмосфера поглощает 10% лучистой энергии, посылаемой Солнцем, найти мощность, получаемую от Солнца горизонтальным участком Земли площадью 0,5 га. Высота Солнца над горизонтом равна 30°. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.
28. На рис. 64 дана кривая распределения спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при некоторой температуре. К какой температуре относится эта кривая? По рис. 64 найти, какой процент излучаемой энергии приходится на долю видимого спектра при этой температуре.
29. Поверхность тела нагрета до температуры 1000 K. Затем одна половина этой поверхности нагревается на 100 K, другая охлаждается на 100 K. Во сколько раз изменится энергетическая светимость поверхности этого тела?
30. Зачерненный шарик остывает от температуры 27° до 20°С. На сколько изменилась длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности его энергетической светимости?
|
Всего сообщений: 2 | Присоединился: декабрь 2012 | Отправлено: 24 дек. 2012 1:36 | IP
|
|
|
Форум
Оптика
