Физика. Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 113 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

113
11. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9А
ИЗУЧЕНИЕ ГЕЛИЙ-НЕОНОВОГО ЛАЗЕРА
И ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА
НА МЕЛКИХ ЧАСТИЦАХ
Цель работы: знакомство с принципом действия и устрой-
ством оптического квантового генератора (газового лазера), а
также определение с его помощью размера мелких сфериче-
ских частиц.
Приборы и принадлежности: гелий-неоновый лазер, пре-
парат ликоподия (споры травы плауна), экран.
11.1. Лазер. Понятие о среде с инверсной заселенностью
уровней энергии
Естественные источники света дают широкие пучки света,
который неполяризован, немонохроматичен и некогерентен.
У поляризованного света вектор напряженности электрическо-
го поля совершает колебания упорядоченно (линейно поляри-
зованный – в одной плоскости). Монохроматичный свет – это
свет одной длины волны, а когерентным излучением называет-
ся согласованное излучение, для которого разность фаз от-
дельных волн постоянна во времени. В 1960 г. американский
физик Али Джаван изобрел газовый лазер – устройство, даю-
щее узконаправленный пучок линейно поляризованного моно-
хроматичного когерентного света.
Согласно квантовой теории свет представляет собой поток
квантов (мельчайших порций энергии) – фотонов, с энергией ка-
ждого
ε
= h
ν
, где h – постоянная Планка, равная 6,62
⋅
10
–34
Дж
⋅
с;
ν
– частота, связанная с длиной волны
λ
соотношением
ν
= с/
λ
;
с – скорость света. Длины волн оптических фотонов, т. е. фо-
тонов, воспринимаемых человеческим глазом, заключены
в узком диапазоне от
λ
= 3,8
⋅
10
–7
м (для фиолетовой области)
до 7,6
⋅
10
–7
м (для красной области оптического спектра).
Если на обычное вещество падает свет, то атомы и моле-
кулы среды поглощают его тоже квантами. Пусть I
0
– интен-
сивность падающей волны (интенсивность – это энергия, попа-
дающая в единицу времени на единицу площади), тогда при
прохождении света на любую глубину вещества dx оказывает-
              11. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9А
        ИЗУЧЕНИЕ ГЕЛИЙ-НЕОНОВОГО ЛАЗЕРА
           И ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА
              НА МЕЛКИХ ЧАСТИЦАХ
    Цель работы: знакомство с принципом действия и устрой-
ством оптического квантового генератора (газового лазера), а
также определение с его помощью размера мелких сфериче-
ских частиц.
    Приборы и принадлежности: гелий-неоновый лазер, пре-
парат ликоподия (споры травы плауна), экран.

  11.1. Лазер. Понятие о среде с инверсной заселенностью
                     уровней энергии
     Естественные источники света дают широкие пучки света,
который неполяризован, немонохроматичен и некогерентен.
У поляризованного света вектор напряженности электрическо-
го поля совершает колебания упорядоченно (линейно поляри-
зованный – в одной плоскости). Монохроматичный свет – это
свет одной длины волны, а когерентным излучением называет-
ся согласованное излучение, для которого разность фаз от-
дельных волн постоянна во времени. В 1960 г. американский
физик Али Джаван изобрел газовый лазер – устройство, даю-
щее узконаправленный пучок линейно поляризованного моно-
хроматичного когерентного света.
     Согласно квантовой теории свет представляет собой поток
квантов (мельчайших порций энергии) – фотонов, с энергией ка-
ждого ε = hν, где h – постоянная Планка, равная 6,62 ⋅ 10–34 Дж ⋅ с;
ν – частота, связанная с длиной волны λ соотношением ν = с/λ;
с – скорость света. Длины волн оптических фотонов, т. е. фо-
тонов, воспринимаемых человеческим глазом, заключены
в узком диапазоне от λ = 3,8 ⋅ 10–7 м (для фиолетовой области)
до 7,6 ⋅ 10–7 м (для красной области оптического спектра).
     Если на обычное вещество падает свет, то атомы и моле-
кулы среды поглощают его тоже квантами. Пусть I0 – интен-
сивность падающей волны (интенсивность – это энергия, попа-
дающая в единицу времени на единицу площади), тогда при
прохождении света на любую глубину вещества dx оказывает-
                                113

Страницы