Материал: 2039

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
31. Оптическая сила системы линз
32. Эффект Вавилова – Черенкова

30. Оптическая сила тонкой линзы

D = (

n

1) (

1

+

1

),

n

R

1

R

2

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

где n – показатель преломления вещества внутри линзы; n0 – показатель преломления вещества, окружающего линзу; R1 и R2 – радиусы кривизны поверхностей, ограничивающих линзу.

D = D1 + D2 + … .

cos θ = ncυ , где θ – угол между направлениями распространения излучения и вектором скорости υ частицы; n – показатель преломления среды.

33. Закон Брюстера tg αБ = n21 ,

где αБ – угол Брюстера – угол падения, при котором электромагнитная волна, отражённая от диэлектрика, полностью поляризована.

34. Закон изменения интенсивности поляризованного света I,

проходящего через анализатор при вращении его главной

плоскости, (закон Малюса)

I = I cos2

φ,

 

0

 

где I0 – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; φ – угол между плоскостью поляризации падающего света и главной плоскостью анализатора.

35.

Взаимосвязь разности фаз δ и разности хода

δ =

2 π

,

 

 

 

λ

 

где

= L2 L1 – оптическая разность хода; L1 = n1·l1;

L2

=

n2·l2

оптические длины пути в однородных средах с показателями преломления n1 и n2; l1 и l2 – геометрические длины пути.

36. Условия максимального усиления колебаний:

разность фаз δ = ±∙m; разность хода = m λ ,

где λ − длина волны; m − порядок (номер) максимума или минимума. 37. Условия максимального ослабления колебаний:

 

разность фаз δ(2∙m+1)π;

 

 

λ

 

разность хода

Δ=(2 m +1) 2 ; m N.

38.

Координаты максимумов при интерференции волн от двух

источников

ym m

Lλ

,

 

 

 

 

d

где

m – порядок максимума; L – расстояние от источников до экрана;

d – расстояние между источниками.

 

 

 

30

39.Разность хода волн, отражённых от плёнки,

= 2 d n2n1 sin2 α + g λ20 ,

где d и n – толщина и показатель преломления плёнки; α – угол падения; n1 – показатель преломления среды, из которой волна падает на плёнку; g – число отражений от более плотной среды; λ0 – длина волны в вакууме. (Если g – число чётное, то слагаемое, содержащее λ0/2, можно отбросить).

 

 

 

 

 

40. Радиусы зон Френеля

rm m λ

r0 b

,

r0 + b

где m – номер зоны; λ – длина волны; r0 – радиус сферической волновой поверхности; b – кратчайшее расстояние от волновой поверхности до точки, где рассматривается результат дифракции.

41.Условие минимумов при дифракции на щели а sin φm λ ,

где а – ширина щели; φ – угол дифракции (угол между нормалью к решётке и направлением на минимум m-го порядка; m = 1, 2, 3, …).

42.Условие главных максимумов при дифракции на решётке

d sinφ = ±m λ ,

где d – период дифракционной решётки; φ – угол между направлением луча, падающего на решётку, и направлением на максимум m-го порядка (угол дифракции); m = 0, 1, 2, 3, …

43. Разрешающая сила дифракционной решётки

R =m N ,

где m – порядок максимума; N – общее число штрихов решётки.

 

44. Акустические величины и их единицы:

 

N зв

 

Интенсивность звука I

 

W

I =

 

=

 

(определение) или

 

,

где

S t

S

I – интенсивность, Вт/м2;

W – энергия звуковой

волны,

Дж;

S – площадь поверхности,

перпендикулярной распространению

волны, м2; Nзв – мощность источника звука, Вт; t – время, с.

 

Уровень интенсивности

L=lg I /I 0 , где L – уровень интенсивно-

сти, Б; I – интенсивность звука Вт/м2; I0 = 10-12 Вт/м2 – порог слышимости; 1Б = 10 дБ. Уровню интенсивности L = 1 дБ на частоте звука 1 кГц соответствует уровень громкости L* = 1 фон.

45. Фотометрические величины и единицы:

Световой поток Ф = Jω, где Ф – световой поток; J – сила света; ω – телесный угол; [Ф] = лм; [J ]=кд; [ω] = ср.

31

5. Давление электромагнитного излучения

Яркость B = J (определение), где J – сила света; σ=S cosφ;

σ – площадь проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения; S – площадь светящейся поверхности; φ – угол между нормалью к светящейся

поверхности и направлением наблюдения;

[В] = кд/м2 .

Светимость R = Физл /Sизл (определение),

где [R] = лм/м2; Физл

поток света, излучаемого с поверхности площадью Sизл .

 

Взаимосвязь светимости и яркости: R = π B .

 

Освещённость E=

Фпад

(определение);

E=

J cosα

 

(закон),

r2

 

 

S

 

 

где S – площадь поверхности, на которую направлен поток света Фпад; J – сила света; r – расстояние от источника до поверхности, на

которую падает свет; α – угол падения света;

[Е ]= лк.

 

 

 

 

4. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

 

 

 

 

Основные законы и соотношения величин

 

 

 

 

квантовой физики

 

c

1.

Энергия кванта излучения

ε = h ν , или

ε = h

 

,

λ

где

h постоянная Планка; ν – частота электромагнитного излучения; с

скорость света; λ – длина электромагнитной волны.

 

 

 

2.

Импульс фотона

p = ε/c, или p = h.

3.Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта hν=Aве ,

Aв – работа выхода электрона из вещества; Ке – кинетическая энергия фотоэлектрона (электрона, вылетевшего в результате фотоэффекта).

4. Изменение длины волны электромагнитного излучения при

рассеянии его свободными электронами или нуклонами

(эффект Комптона) Δλ = λ'–λ=

h

(1cosθ), или

Δλ =

2 h

sin2 θ

,

me c

me c

 

 

 

2

 

где θ – угол рассеяния; me – масса электрона; λ' – длина волны рассеянного излучения.

p = cI (1+ ρ),

где I = W пад /(S t) – интенсивность падающего излучения (облучённость поверхности), с – скорость света в вакууме; S – площадь поверхности; t – время; ρ – коэффициент отражения.

32

6.Первый постулат Бора (правило квантования момента импульса

электрона в атоме)

Le = n· , =h/(2π); n = 1, 2, 3,… , ∞ .

7. Второй постулат Бора (правило частот)

h ν = EiE f ,

где Ei и Ef – энергии атома в начальном и конечном состояниях.

8.Сериальные формулы для спектров водорода и спектров

водородоподобных ионов:

1

=Rλ(

1

1

)

и

1

=Rλ Z 2(

1

1

),

λ

 

 

λ

 

 

 

 

n2f

ni2

 

 

n2f

ni2

где λ – длина волны излучения при переходе с уровня ni на уровень nf (ni > nf); Rλ – постоянная Ридберга; Z – порядковый номер элемента в таблице Д.И. Менделеева.

9.Энергия атома водорода и водородоподобных ионов

W n=hc Rλ Z2 /n2 , где n – номер энергетического уровня; с – скорость света в вакууме.

10.Сериальная формула для характеристического рентгенов-

ского излучения

1

=Rλ(Z −σ)2 (

1

1

),

λ

 

 

 

 

n2f

ni2

где σ – постоянная экранирования; ni и nf -- номера электронных оболочек, переход между которыми сопровождается излучением рент-

λ.

11.Граница сплошного спектра тормозного рентгеновскогоh cгеновского кванта с энергией ε h

излучения

νгр=e U уск /h,

где νгр – наибольшая частота

излучения; е – заряд электрона; Uуск

ускоряющее напряжение.

 

Определяющие формулы и единицы величин в теории теплового излучения

Таблица 6

Энергетическая светимость

 

R

=

W изл

 

 

Вт

 

 

S t

 

 

 

м2

Спектральная плотность

r ν=

dR

,

 

или r λ

=

dR

Вт

энергетической светимости

d ν

 

d λ

м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интегральная поглощательная

 

aТ =

 

R

 

 

1

способность

 

 

R

ч.т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спектральная поглощательная

aλ =

 

d W λ погл

 

 

1

способность

 

 

 

 

 

d W λ пад

 

 

33

12. Энергия теплового излучения Wизл = R∙S∙t,

где R – энергетическая светимость тела, излучающего за счёт своей внутренней энергии; S – площадь излучающей поверхности; t – время.

13. Первый закон Вина (закон смещения)

λm =

b1

,

T

 

 

 

где λm – длина волны, на которую приходится максимум распределения по спектру энергии теплового излучения при температуре Т; b1 постоянная Вина, b1 = 2,89810-3 мК .

14. Второй закон Вина rλ,m = b2∙Т 5, где rλ,m – максимальная спектральная плотность энергетической светимости чёрного тела при температуре Т; b2 = 1,3010-5 Втм-3К-5 .

15. Зависимость энергетической светимости от температуры

(закон Стефана – Больцмана)

R=a σ T 4

,

 

T

 

где aT – интегральная поглощательная способность тела (степень черноты); σ – постоянная Стефана – Больцмана.

16. Длина волны де Бройля

 

 

 

 

 

λБ

=

h

,

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

m υ

 

 

 

 

где h – постоянная Планка; р – импульс частицы; p =

 

 

 

.

 

 

 

 

1υ2/c2

 

17. Соотношения неопределённостей5:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

px ∙ x /2 и

 

E ∙ t /2,

где рх = m·Δυx – неопределённость импульса частицы, Δυx и

 

 

x

неопределённости скорости и координаты;

Е и

t – неопределён-

ности энергии и времени соответственно;

=

h

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.Стационарное одномерное уравнение Шрёдингера для

частицы в потенциальном поле

d 2 ψ

+

2 m

(W + Π( x)) ψ=0 ,

 

dx2

 

2

 

где ψ – волновая функция; m – масса частицы; W и П – полная и потенциальная энергии частицы.

19.

Вероятность нахождения частицы

x2

в интервале координат от х1 до х2

Р = ψ(x) 2 dx ,

где

ψ(x) 2 – квадрат модуля волновой функции.

x1

 

5 В учебной литературе встречаются варианты записи правой части соотношений неопределённостей, отличающиеся множителем при постоянной Планка.

34