ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
6
СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Оптический диапазон в соответствии с определением Международной ко-
миссии по освещению (МКО) включает в себя электромагнитные излучения с
длиной волны λ от 1мм до 1 нм. Указанный диапазон достаточно широк, длин-
новолновая его часть – 0,1-1мм перекрывается с субмиллиметровыми радио-
волнами, коротковолновая часть – 1-10 нм включает в себя мягкое рентгенов-
ское излучение. Оптическое излучение подразделяется на видимое, инфракрас-
ное (ИК) и ультрафиолетовое (УФ). Инфракрасное излучение иногда разделяют
на ближнюю (λ<3 мкм) и дальнюю (λ>3 мкм) область.
Оптическое излучение характеризуется как волновыми, так и корпускуляр-
ными свойствами, что позволяет различным образом описывать его характери-
стики. При описании излучения как электромагнитной волны световой вектор
(напряженности электрического поля) зависит от следующих параметров:
E = e*E
O
*sin (ω*t – ω*n*x/c + φ
O
), где е – единичный вектор, характеризующий
направление поляризации волны, Е
0
– амплитуда напряженности поля волны,
ω = 2πν - циклическая частота колебаний, n – показатель преломления среды, с
– скорость света в вакууме, φ
O
– начальная фаза. Скорость распространения
света в данной среде (v = c/n) зависит от величины показателя преломления
(n
2
= ε*µ). Каждый из параметров электромагнитной волны – Е
0
, е, ω, v - может
быть использован для модуляции оптического излучения.
При использовании корпускулярных свойств света для описания оптического
излучения световой поток представляют потоком фотонов c энергией Е
ф
=hν.
Для описания связи параметров оптического излучения используются следую-
щие соотношения, выражающие частоту и энергию фотонов через длину вол-
ны: ν = 3*10
14
/λ, Е
Ф
= 1,23/λ = 4,1*10
-15
ν, где размерность: ν в Гц, λ в мкм, Е
ф
в
эВ. Плотность потока фотонов связана с плотностью мощности излучения N
ф
=
5*10
15
λР
изл
, где размерность [N
ф
] = 1/с*см
2
, а [Р
изл
] = мВт/см
2
.
Оптическое излучение может быть когерентным и некогерентным. В общем
случае луч света является суперпозицией электромагнитных волн. Некогерент-
ное излучение возникает, когда каждый атом генерирует излучение независимо,
направления поляризации и фазы волн (е, ϕ
0
) различны. Для когерентного из-
лучения, когда колебания излучающих атомов согласованы, эти параметры по-
стоянны. Для когерентного излучения возможно наблюдение явлений интерфе-
ренции излучения, когда в результате сложения волн их амплитуда зависит от
разности фаз. Для некогерентного излучения суммарное значение амплитуды
не зависит от разности фаз.
Для описания возникновения и распространения излучения, а также взаимо-
действия излучения с веществом используются различные разделы оптики.
Геометрическая оптика использует понятие световых лучей для анализа про-
цессов отражения и преломления. Волновая оптика использует описание света,
как электромагнитных волн, для явлений интерференции, дифракции, рассея-
ния и др. Квантовая оптика рассматривает световой поток, как поток фотонов,
для описания явлений фотоэффекта, лазерной генерации, фотохимии и др.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
