Жарықтың заттармен әсерлесуі: жарықтың заттарда таралуы. Жарық жұтылуы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

«Ғ. ДАУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ»

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Ғарыштық инженерия кафедрасы

ФИЗИКА

Пәні бойынша

СӨЖ №3

Тақырыбы: Жарықтың заттармен әсерлесуі: жарықтың заттарда таралуы. Жарық жұтылуы

Мамандығы: Автоматтандыру және басқару

Орындаған: Смағұлов Мақсат

Тобы: АУк 20-5

Қабылдаған: аға оқытуышы Сыздыкова Р. Н.

Алматы 2021 жыл

Жарықтың заттарда таралуы

Жарық шашырауы-бұл бағытталған жарық ағынының затының барлық бағытта таралатын желілік ағынға айналу құбылысы, ол жарық ағынының диффузиялық бөлшектердің әсерінен пайда болады. Толқындық процестер орын біртекті емес орталарда, құрамында өлшенген бөлшектері бар сол немесе өзге де шешім қабылдады. Тоқтатылған бөлшектері бар орталар бұлтты орта деп аталады. Мандельстам бойынша (1907) бұлтты ортада ортаның сыну көрсеткіші тұрақты емес өзгереді - нүктеден нүктеге дейін. Шашырау сипаты бөлшектердің мөлшеріне, атап айтқанда r бөлшектердің мөлшерінің $\mathbf{\lambda}$ оқиға сәулесінің толқын ұзындығына қатынасына және шашырайтын заттың табиғатына байланысты. $\mathbf{r/\lambda}$ қатынасына байланысты шашырау үш түрлі болады. r >> $\mathbf{\ \lambda}$ кезінде үлкен бөлшектер үшін таза геометриялық шашырау байқалады. Бөлшек бетінің әртүрлі аймақтарына түсетін жарық олардан әр түрлі бұрыштарда көрінеді. Мұндай шашырау диффузды шашырау деп атауға болады. Диффузды шашырау кезінде шашыраған жарықтың спектрлік құрамы түсетін жарықтың спектрлік құрамына сәйкес келеді. Бұл бұлт пен қардың ақ түсін түсіндіреді.

Өлшемдері r ≈ $\mathbf{\lambda}$ жарық толқынының ұзындығымен салыстырылатын бөлшектер үшін шашыраудың негізгі механизмі дифракциялық шашырау болады. Дифракциялық шашырау кезінде шашырау қарқындылығы едәуір артады.

Өлшемдері r << $\mathbf{\ \lambda}$ жарық толқынының ұзындығынан едәуір аз бөлшектері бар бұлтты ортадағы жарықтың шашырауы Тиндаль эффектісі деп аталады. Мұндай шашырау теориясын реле жасаған. Релей жарық толқынының ұзындығынан әлдеқайда аз болатын бөлшектердің Жарық шашырау қарқындылығы жарық толқынының жиілігінің төртінші дәрежесіне немесе толқын ұзындығының төртінші дәрежесіне кері пропорционал екенін көрсетті $\mathbf{I:}\mathbf{\nu}^{\mathbf{4}}\mathbf{:1/}\mathbf{\lambda}^{\mathbf{4}}$ . Ақ жарық осындай бұлтты ортадан өткен кезде, сәуленің өту жолы бүйірден көрінеді. Бұл құбылысты судағы сүт ерітіндісі арқылы ақ жарық беру арқылы байқауға болады (ең кішкентай тамшылардың рөлін суда тоқтатылған май тамшылары ойнайды) . Сонымен қатар, шашыраңқы жарық қысқа толқын ұзындығының сәулелерінің шашырау дәрежесіне байланысты бозғылт көк, өтіп бара жатқан-қызғылт болып көрінеді.

Жарықтың шашырауы мүлдем таза заттарда да байқалады. Ол молекулалық шашырау деп аталады және Смолуховский көрсеткендей, молекулалардың хаотикалық қозғалысы кезінде пайда болатын зат тығыздығының ауытқуларына байланысты. Смолуховскийдің идеяларына сүйене отырып, Эйнштейн молекулалық шашырау теориясын жасады және тығыздық тербелістерінің мөлшері көрінетін жарықтың толқын ұзындығынан аз екенін көрсетті. Эйнштейн теориясы реле теориясы сияқты жарықтың шашырау қарқындылығының толқын ұзындығына тәуелділігіне қатысты бірдей нәтижелерге әкелді.

Атмосферадағы молекулалық шашырау аспанның көк түсі мен күннің шығуы мен батуының қызыл-қызғылт түсін түсіндіреді.

Тығыздықтың ең маңызды ауытқуы критикалық күйге жақын газдарда пайда болады. Маңызды опалесценция құбылысы пайда болады-тығыздықтың ауытқуының кең аймақтарына байланысты газ мөлдір болмайды. Дәл осындай құбылыс кейбір ерітінділерде критикалық араластыру температурасында байқалады.

Жарық жұтылуы

Жарық ағыны-бұл электромагниттік энергия ағыны. Мөлдір зат арқылы өткен кезде оның энергиясы заттың ішкі энергиясына айналады және зат қызады. Классикалық физика тұрғысынан Жарық сіңіру механизмі келесідей. Электромагниттік толқын атомдағы тығыз байланысқан электрондардың мәжбүрлі тербелістерін қоздырады, осылайша электромагниттік толқынның жиілігінде тербеліп тұратын ауыспалы диполь моментінің пайда болуына әкеледі. Мерзімді тербелмелі дипольдер сол жиіліктегі қайталама Электромагниттік толқындарды шығарады. Екінші толқындар, өз кезегінде, жарық ағынының бағыты бойынша таралып, басқа атомдарды қоздырады және оларды Жарық толқынын қайта шығаруға мәжбүр етеді. Нақты затта тербелмелі дипольдермен жұтылған барлық энергия кері шығарылмайды, оның бір бөлігі энергияның басқа түрлеріне, негізінен жылу энергиясына өтеді.

Заттағы жұқа dx қабатын жарық ағынының таралу бағытына перпендикуляр етіп бөлеміз және dI арқылы жарық ағынының қарқындылығының төмендеуін белгілейміз. Әрине, бұл төмендеу белгілі бір қабаттағы жарық ағынының қарқындылығына пропорционалды деп саналады. Сонда мынадай теңдеуді жазуға болады:

$\mathbf{dI = - kIdx}$

мұндағы k -заттың қасиеттерімен анықталатын сіңіру коэффициенті. Бұл теңдеудің интеграциясы жарық ағынының қарқындылығының жарық толқыны жүретін жолға экспоненциалды тәуелділігіне әкеледі:

$\mathbf{I =}\mathbf{I}_{\mathbf{0}}\mathbf{e}^{\mathbf{- kx}}$