Прецизионное измерение показателя преломления газовой среды интерферометром Рэлея. Сапогин В.Г. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

9
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний электрона имеет
вид
−=
2
2
d
t
zd
m
m
z
2
0
ω
- еЕ
0
cos
ω
t, (2.21)
откуда
()()
,
m
eE
m
tcoseE
z
22
0
22
0
0
ωωωω
ω
−
=
−
−=
при
ω<ω
0
. (2.22)
Из (2.17) и (2.22) следует, что
()
.
m
en
1n
22
00
2
0
ωωε
−
+=
(2.23)
Таким образом, по мере увеличения
ω
от 0 до
ω
0
абсолютный показатель
преломления среды монотонно возрастает от величины статического
показателя преломления
()
2
00
2
0
m
en
10n
ωε
+= до
+
∞
. Область дисперсии, в
которой показатель преломления
n увеличивается с ростом частоты волны
ω
называют областью нормальной дисперсии. Зависимость (2.23) объясняет
нормальную дисперсию, возникающую в газовой среде, в предположении, что
концентрация оптических электронов совпадает с концентрацией молекул в
идеальном газе. Или по другому: на каждую молекулу газового диэлектрика
приходится один оптический электрон. Тогда, используя уравнение идеального
газа
Р=n
0
kT и подставляя его в (2.23), получим
()
22
00
2
kTm
Pe
1n
ωωε
−
+=
(2.24)
Формула (2.24) описывает зависимость показателя преломления газовой среды
от давления и температуры.
В таблице 1 представлены рассчитанные по (2.24) при температуре 293К
зависимости преломляющей силы
β
от давления, выполненные для сухого
воздуха, в предположении, что частота свободных колебаний оптического
электрона
ω
0
=11,9
⋅
10
15
1/с, а частота световой волны
ω
выбрана для длины
волны
λ
=5,461
⋅
10
-7
м. В таблице 2 для давления 101325 Па рассчитаны
зависимости преломляющей силы
β
от температуры, изменяющейся в
диапазоне от 10
0
С до 30
0
С.
Преломляющей силой в описании лабораторного интерферометра Li-3
называют величину
6
101 ⋅−= )n(
β
, (2.25)
где
n –абсолютный показатель преломления исследуемого газа.

Страницы