Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 223 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 308
где k – постоянная величина, зависящая от свойств вещества, называется коэффициентом поглощения. Знак
"минус" в полученной формуле присутствует потому, что изменение величин dI и dl имеет противоположный
характер. Проинтегрируем полученное выражение
∫∫
−=
J
J
l
dlk
I
dI
0
0
,
откуда
kl
I
I
−=
0
ln .
Переходя от логарифмов к числам, находим
kl
eII
−
=
0
. (5.2.2)
Это есть закон поглощения света (закон Бугера–Ламберта). Согласно этому закону интенсивность света
убывает в поглощающем слое вещества по экспоненциальному закону, график которого показан на рис. 309.
При
k
l
1
= интенсивность света I, прошедшая через вещество, оказывается в e раз меньше чем интенсивность
0
J падающего света. Следовательно, коэффициент поглощения есть величина, обратная толщине слоя, при
прохождении которого интенсивность света убывает в e раз.
Рис. 309
Согласно классической электронной теории коэффициент поглощения зависит от частоты света и свойств
вещества. Для газов и паров коэффициент поглощения близок к нулю и лишь для очень узких спектральных
областей обнаруживает резкие максимумы. Эти максимумы поглощения соответствуют резонансным частотам
атомов и молекул в данном веществе. Твёрдые тела, жидкости и газы, находящиеся при очень высоких
давлениях, дают широкие полосы поглощения. Это объясняется взаимодействием атомов и молекул в веществе.
Структура полос поглощения определяется составом и строением атомов и молекул. Поэтому изучение
спектров поглощения веществ является одним из основных методов экспериментального исследования
строения молекул. Эти задачи решаются так называемым спектральным анализом, нашедшим широкое
применение в науке и технике.
Избирательным поглощением света объясняется так же окраска различных материалов, что в частности
используется для изготовления различных светофильтров оптических приборов.
В 1940 году советский физик Фабрикант показал, что возможно осуществить такое неравновесное
состояние вещества, когда коэффициент поглощения света будет отрицательным. В этом случае закон
поглощения света (5.2.2) будет иметь вид
(
)
klkl
eIeII
00
==
−−
,
и интенсивность света, прошедшего через вещество не уменьшится, а возрастет, т.е. возможно усиление света.
Однако, осуществить данную идею Фабриканту не удалось. Лишь с созданием в 60-х годах квантовых
усилителей появилась такая возможность. Неравновесное состояние вещества, обладающее отрицательным

Страницы