Свет световая волна взаимодействие

Световая волна характеризуется электрическим вектором Е и магнитным вектором Н, которые вместе с вектором скорости распространения волны с образуют взаимно перпендикулярный набор осей. Поглощение света происходит главным образом при взаимодействии электрического вектора с электронами молекулы. На электрон, помещенный в электрическое поле, действует сила, равная еЕ, тогда как в магнитном поле на электрон действует сила, определяемая выражением е х И/с (где Н — напряженность магнитного поля, V — скорость электрона и с — скорость света). Вклад силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля, мал, так как о < с. [c.30]

Квантовая природа света выражается в том, что вся энергия, заключенная в кванте света, поглощается молекулой сразу (за время порядка или менее секунд) и без остатка следовательно, поглощение света веществом представляет собой дискретный, а не непрерывный процесс волновая — в том, что поглощение света достигается в результате взаимодействия электронного облака молекулы с электрическим вектором световой волны. Взаимодействие магнитного вектора с молекулой пренебрежимо мало. [c.8]

Рассмотрим изменение поляризации световой волны в результате ее взаимодействия с веществом. Вещества, изменяющие направление поляризации линейно поляризованного света при прохождении его через данное вещество, называются оптически активными. Оптическая активность очень часто встречается у кристаллических веществ, но она обычно исчезает при их плавлении или растворении. Только вещества растительного и животного происхождения оптически активны в растворе. [c.34]

Оптические изомеры можно отличить один от другого по их взаимодействию с плоскополяризованным светом. Если свет поляризован, например пропусканием сквозь специальный поляроидный фильтр, то световые волны колеблются в одной шюскости, как показано на рис. 23.14. При пропускании такого поляризованного света через раствор, содержащий один оптический изомер, плоскость поляризации света поворачивается вправо (по часовой стрелке) или влево (против часовой стрелки). Изомер, [c.383]

Рассмотрим кратко механизм взаимодействия света с веществом. Под влиянием переменного электрического поля распространяющейся в веществе световой волны электроны совершают вынужденные колебания при этом каждый электрон можно рассматривать как осциллятор, частота которого равна частоте падающего света. Каждый такой осциллятор служит источником вторичных световых волн, взаимодействие которых обусловливает дифракцию и рассеяние света. Если рассеянный свет имеет ту же длину волны, что и падающий, то такое рассеяние называется релеевским. Если же в результате взаимодействия света с молекулами, находящимися в колебательном или вращательном состоянии, происходит изменение длины волны света при рассеянии, то такое рассеяние называется комбинационным. Комбинационное рассеяние на несколько порядков слабее реле-евского и в настоящей книге рассматриваться не будет, [c.147]

Как поляризация света, так и проявление оптической активности, подобно всем другим явлениям, связанным о прохождением света через вещество, обусловлены взаимодействием светового излучения с веществом, частицы которого тоже являются излучателями волн. Характер распространения света в веществе, как мы уже отмечали, связан о появлением результирующей волны. В явлениях, наблюдающихся в оптике анизотропных веществ, важным является то обстоятельство, что молекулы кристаллов, например, являются анизотропными вибраторами, частоты излучения которых различны в различных направлениях. Оптическая активность связана с неоднородностью электромагнитного поля световой волны в пределах самой молекулы вещества. [c.131]

Эти эффекты встречаются для всех видов излучения, включая поглощение и дисперсию звука. Поскольку гл. 16 посвящена методам ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса, можно отметить, что в этих случаях явления поглощения и дисперсии аналогичны тем, которые обсуждались выше. С точки зрения классической физики эти явления объясняются уменьшением амплитуды колебаний гармонических осцилляторов. Когда атомные или молекулярные осцилляторы начинают двигаться под действием световой волны, они поглощают, и поглощение имеет максимум при резонансной частоте. Поскольку осциллирующие электроны излучают свет, взаимодействие рассеянного света с падающим излучением приводит к дисперсии. [c.484]

При падении плоской световой волны на капли лучи света, испытывая преломление и внутреннее отражение, образуют новую волновую поверхность, которая, взаимодействуя с падающей, дает интерференционную картину. При монохроматическом свете эта картина представляет собой ряд концентрических дуг. Угловое расстояние между этими дугами А0 определяется длиной волны падающего света X, диаметром (1 , коэффициентом преломления п капель, разностью двух значений параметров Эри, соответствующих первой и второй полосам дуги Аг — 21 — (значения 2 берутся по таблицам [248]). [c.257]

Оптически активные материалы — это среды, обладающие естественной оптической активностью, т.е. способностью среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через нее оптического излучения (света). Впервые оптическая активность была обнаружено в кварце, а затем в чистых жидкостях, растворах и парах многих веществ. Оптически активные материалы разделяют на правовращающие (положительное вращающие) и левовращающие (отрицательное вращающие). Это условное деление теряет смысл лишь вблизи полос собственного (резонансного) поглощения среды. Некоторые вещества оптически активны лишь в кристаллическом состоянии, так что их оптическая активность — свойство кристалла в целом, а не определяется строением отдельных молекул. Современная теория оптической активности учитывает взаимодействие электрических и магнитных дипольных моментов, наведенных в молекуле полем проходящей волны, а также дисперсию — зависимость показателя преломления среды от длины световой волны. Дпя нормальной оптической активности показатель преломления увеличивается с ростом длины волны. [c.256]

Таким образом, чтобы понять, как происходит поглощение света, нужно иметь представление об энергетических уровнях молекул. Необходимым условием поглощения света является не только совпадение энергии кванта с разностью 2 — 1, но и изменение дипольного момента молекулы при переходе последней с одного энергетического уровня на другой. Только в этом случае электрическое поле световой волны будет взаимодействовать с молекулой. Еще одно ограничение, налагаемое на процесс поглощения света, связано с симметрией волновой функции, соответствующей каждому из данных энергетических уровней. Квантовомеханическое рассмотрение показывает, что переходы между одними энергетическими уровнями разрешены, тогда как между другими запрещены. Хотя изложение этих вопросов выходит за рамки данной книги, читатель должен сознавать, что лежащие в их основе квантовомеханические правила отбора являются определяющим фактором поглощения света веществом. [c.8]

Несколько сложнее ситуация со световыми явлениями Глаз может отличить темное от светлого, обладает цветным восприятием Глазом можно зафиксировать чередование темных и светлых полос за щелью в непрозрачном экране, на который падает параллельный пучок монохроматического света Эта характерная картина, сравнимая с картиной прохождения волн на поверхности жидкости через щель в стенке, поставленной на пути распространения волн, может натолкнуть на аналогию и привести к заключению о том, что и свет представляет собой распространение колебаний чего-то Однако, чтобы это что-то конкретизировать, недостаточно уже только непосредственного чувственного восприятия, а нужно еще, чтобы проникнуть в суть вещей, дополнительное умственное построение, чтобы по косвенным признакам разного рода догадаться, что свет есть электромагнитная волна Это не так уж просто было сделать, о чем свидетельствует то, что длительное время в н ке бытовала теория колебаний эфира Мы не можем, если так можно сказать, ухватить руками световую волну , но наблюдать самые разнообразные проявления ее взаимодействия с веществом, с экранами и др вполне в состоянии То, что такие экспериментальные факты не только качественно, но и количе- [c.99]

Оптические свойства являются результатом взаимодействия видимой части спектра лучистой энергии с минералом. Эффект взаимодействия наблюдается в том случае, если на границе среды и минерала имеется неоднородность, превышающая половину длины световой волны, отмечается дифференциальное поглощение телом видимой части спектра и существует различие в оптической плотности минерала и вмещающей среды. При этих условиях возникают дифракция света, его преломление, отражение, поглощение и рассеяние. Воспринимаемые глазом световые ощущения от предметов — результат суммы этих явлений. [c.71]

Диполи генерируют вторичные волны, взаимодействие которых со световыми приводит к возникновению результирующей волны. Последняя распространяется в веществе со скоростью, отличной от скорости, которой свет обладал в первичной среде, и в другом направлении. Наблюдаемые при этом явления подчиняются законам преломления и отражения света на поверхности раздела двух прозрачных изотропных сред. [c.99]

Взаимодействие светового излучения с материей не ограничивается явлениями поглощения и отражения. Если атом или молекула поглощают падающую на них световую энергию, то в некоторых случаях наблюдается новое физическое явление. Оно характеризуется тем, что при рассеянии света происходит изменение длины световой волны, чего не было при поглощении и отражении, когда изменялась только интенсивность света (по-разному для разных длин волн). Это происходит вследствие того, что при падении кванта излучения на молекулу исследуемого вещества возможна отдача только части его энергии молекуле, причем возможно также и заимствование энергии у молекул. Вследствие этого энергия рассеянного кванта может быть [c.14]

Взаимодействие светового потока, представляющего собой переменное электромагнитное поле, с электромагнитным полем кристалла описывается методами квантовой механики. Сущность явления взаимодействия сводится к тому, что световая волна в кристаллическом пространстве индуцирует электродвижущую силу, численное значение которой пропорционально величине металлической связи и количеству всевозможных дефектов, так называемых центров окраски. Под влиянием световой волны возникает разупорядочение электромагнитного поля кристалла, что вызывает селективное, или полное, поглощение лучистой энергии. Поэтому кристаллы-проводники или полупроводники полностью поглощают вет, непрозрачны, отражение света ими максимальное, что обусловливает блеск металлический или полуметаллический, светлую или темную окраску. [c.59]

Было обнаружено, что рассеяние видимого света молекулами частично сопровождается изменением его частоты по сравнению с частотой падающего света. Происхождение этого эффекта основано на взаимодействии квантов света (Л О с молекулой. Его можно сравнить с неупругим столкновением между двумя молекулами, так как часть энергии кванта света поглощается молекулой, порождая атомные колебания, а остаток выделяется в виде световой волны с меньшей энергией, а следовательно, с более низкой частотой. Если же, наоборот, с квантом света взаимодействует молекула, и.меющая колебательный или вращательный уровень выше основного уровня молекулы, то передача энергии, сопровождающая столкновение, происходит в обратном направлении и рассеянный свет будет обладать большей энергией и более высокой частотой. Получаемые таким образом линии называются антистоксовскими линиями. Изменения в частоте, сопровождающие комбинационное рассеяние света любой длины волны, идентичны и называются комбинационными частотами или линиями, обозначаемыми знаком Ду . [c.196]

Оптические методы контроля содержания компонентов основаны на взаимодействии контролируемого вещества со световыми волнами. Интенсивность прошедшего или отраженного света может характеризовать состав вещества. Различают УФ-способ, способы видимого, люминесцентного и инфракрасного излучения. [c.32]

Объединив уравнения (21) и (22), можно определить искомую величину постоянного дипольного момента молекулы растворенного вещества Ц2- Однако поляризуемость растворенного вещества 2 необходимо определить независимым методом. Эту величину можно вычислить при исследовании взаимодействия света с молекулой. В результате взаимодействия электрического вектора световой волны с электронами молекулы скорость света в данной среде уменьшается. Это взаимодействие состоит только в поляризации электронов электрическим полем очень высокой частоты (10 с ), и так как постоянные диполи вследствие инерции молекул не могут ориентироваться достаточно быстро, то эффект определяется только поляризуемостью. Показатель преломления среды равен отношению скорости света в данной среде к скорости света в вакууме, причем в случае очень высокой, оптической частоты поля [c.84]

Необходимо подчеркнуть, что рассмотренные выше различия между наблюдаемыми спектрами K(v) или и(у) конденсированного вещества и спектрами В у) входящих в его состав молекул не связаны со структурными изменениями, а обусловлены лишь дисперсией эффективного поля световой волны в данной среде, т. е. особенностями взаимодействия молекулы со светом. Поскольку именно спектр В (у) несет в себе прямую информацию о внутренних свойствах [c.97]

Луч света, падающий на частицы дисперсной фазы, взаимодействует с ними различно в зависимости от того, в каком соотно-щении находятся между собой длина волны этого луча и размер частицы. Если размеры частиц больше длины световой волны, то свет отражается от поверхности частицы под определенным углом это явление наблюдается в таких грубодисперсных системах, как суспензии, а также в воздухе, содержащем частицы пыли. [c.181]

В спектроскопических методах результат взаимодействия света с молекулярными системами регистрируется как функция отклика. Она отражает либо изменение какого-нибудь параметра воздействующей световой волны (амплитуды, частоты и направления волны, фазовых характеристик, поляризации, скорости распространения и т. д.), либо появление нового качества (например, генерацию второй гармоники излучения). Зависимость функции отклика от интенсивности световой волны определяет деление на линейную (линейная зависимость) и нелинейную (нелинейная зависимость) спектроскопии. В этой книге излагаются методы как линейной лазерной спектроскопии (абсорбционная и флуоресцентная спектроскопия комбинационное рассеяние), так и некоторые методы нелинейной оптической спектроскопии (двухфотонное поглощение, нелинейное рассеяние). Отдельно будут изложены методы фемтосекундной спектроскопии. [c.114]

Свет является формой электромагнитного излучения, и его поглощение или испускание молекулой вещества обусловлено переходами электронов между двумя различными энергетическими уровнями. Длина световой волны, связанной с переходом от энергии Е к энергии Яг, определяется уравнением Е1 — 2=ЛсД. Это дает возможность использовать спектры поглощения для получения информации о различиях в энергетических уровнях ионов и молекул и, следовательно, для углубления наших знаний, касающихся характера и прочности осуществляющихся в этих случаях химических связей. Поглощение света происходит в результате взаимодействия электрического поля, сопровождающего его, с диполем молекулы в направлении, перпендикулярном направлению света, или с диполем, индуцированным в молекуле электрическим полем. Если изменение поляризации молекулы в этом направлении отсутствует, поглощения или испускания света не происходит. [c.168]

Электромагнитная теория света Максвелла и электронная теория Лорентца позволили теоретически рассмотреть взаимодействие света с веществом как электромагнитное взаимодействие электрона со световой волной. [c.482]

Однако это не означает отрицания того, что материя проявляет свойства как волн, так и частиц, и то же самое характерно и для света. Этот аспект был развит Бором в очень интересную идею, известную под названием принципа дополнительности. Согласно этой точке зрения, природа предоставляет нам два полных эквивалентных и различных языка, один характерный для частиц, а второй — для волн, причем квантовая механика является средством для перевода с одного языка на другой.. Можно построить удовлетворительное описание поведения и взаимодействия материи и излучения, пользуясь любым из этих языков ни один язык нельзя предпочесть другому. Такие парадоксы, как частицы ведут себя, как волны , или пучки световых волн ведут себя, как частицы , появляются только при смешении этих двух языков, что не дозволено. Квантово-механический перевод с одного языка на другой включает использование импульсного метода, упомянутого на стр. 120. Мы не можем входить здесь в подробности этого интересного и важного принципа. Он рассмотрен детально в работах Бора [6], Ланде [7] и Бома 5]. Некоторые философские аспекты обсуждались Оппенгеймером [8] и Паули [9]. [c.127]

При изложенном выше рассмотрении предполагалось, что длина волны света, взаимодействующего с молекулой, велика по сравнению с размерами молекулы. Далее, мы пренебрегали взаимодействием с магнитным полем световой волны. Это по-существу означает, что мы не учитывали магнитное дипольное и электрическое квадрупольное взаимодействия, рассмотренные с классической точки зрения на стр. 463 и сл. При учете этих эффектов оказывается (см. [5]), что в выражении для вероятности перехода появляются небольшие дополнительные члены. Коэффициент Эйнштейна для спонтанного испускания имеет при этом вид [c.496]

Взаимодействие света с флуктуационными движениями среды приводит к нелинейному эффекту — модуляции световой волны, что эквивалентно появлению в спектре рассеянного света излучения новых частот. Это явление можно трактовать как неупругое рассеяние фотонов. Рассмотрение взаимодействия фотон-фонон (квант гиперакусти-ческого поля) приводит к известной формуле цля частоты линий триплета Мандельштама-Бриллюена [c.9]

Рассмотрим три случая взаимодействия линейно поляризованного света с веществом 1) ЩфПг, El = Zr 2) П1 = Пг, гьФгг и 3) щф фПг, ггфгг. В первом варианте из-за неравенства коэффициентов преломления rti и Пг одна из соответствующих световых волн будет распространяться в веществе быстрее второй составляющей. Между лево- и правополяризованными составляющими появится разность фаз, которая приведет к вращению плоскости поляризации (рис. 20, б). Угол поворота (а) плоскости поляризации выражается уравнением а = яД( г— —где X — длина волны падающего света. Во втором варианте после прохождения через вещество левая и правая составляющие [c.36]

Согласно представлениям физической оптики тонких слоев, при отражении световой волны от поверхности металла вследствие комбинированной падающей и отраженной волн наблюдается электромагнитная волна, которая в плоскости исследуемого слоя при нормальном падении света и при (й — толщина слоя, К — длина волны) в первом приближении имеет узел, т. е. равную нулю амплитуду, и, следовательно, незначительно взаимодействует со слоем. При наклонных углах падения для излучения, поляризованного перпендикулярно плоскости падения (х-компонента), изменение фазы световой волны при отражении также будет равно 180°, и взаимодействие наблюдаться не будет. Если же волна поляризована параллельно плоскости падения (р-компонснта), картина отражения меняется, поскольку изменение фазы отлично от 180°, и комбинация падающей и отрал<енной волн даст на поверхности стоячую волну с вектором электрического поля, отличным от 0. [c.149]

В соответствии с уравнением Рэлея, рассеяние света в гомогенных системах — чистых жидкостях и истинных (молекулярных) растворах — должно быть очень мало из-за малого размера рассеивающих частиц. Однако в действительности и в этих системах может наблюдаться заметное рассеяние, связанное с существованием флуктуаций плотности и концентрации, служащих рассеивающими центрами. Особенно сильное рассеяние наблюдается в системах, находящихся в состоянии, близком к критическому (см. 2 гл. VIII), когда линейные размеры флуктуаций становятся очень велики и приближаются к длине световой волны. Изучение закономерностей рассеяния света на флуктуациях плотности и концентрации позволяет получить сведения о межмолекулярных взаимодействиях в изучаемой системе вместе с тем рассеяние на флуктуациях концентрации следует учитывать при использовании методов светорассеяния для исследования высокодисперсных систем и растворов ВМС. [c.169]

При отражении монохроматич. плоскополяризов. света, падающего под углом <Ро, электромагн. волна, взаимодействуя с в-вом, обычно преобразуется в эллиптически поляризованную. Эго объясняется тем, что электромагн. колебания, совершающиеся в плоскости падения (р-колебания) светового лущ и в перпевдикулярной к ней плоскости (4-колебания), при отражении света по-разному изменяют амплитуду напряженности электрич, поля Е и начальную фазу 5 колебаний (рис.). Параметрами Е и 5 характеризуются т, наз, комплексные амплитуды для р- и 4-колебаний падающей (Ёр = Ере % = Еце ) и отраженной фр = % = ЕУ -) волн. Отношения амплитуд Яр = Ёр /Ёр и. Йд = М , или комплексные коэф. отражения, можно вычислить в рамках конкретной модели отражающей пов-сти, используя мат. аппарат теории комплексных чисел и электромагн. теорию света. [c.474]

Многие минералы обладают дву преломлением, которое возникает в результате взаимодействия световых волн с закономерно расположенными атомами в кристаллах, не обладающих кубической симметрией. В двупреломляющих кристаллах луч света разделяется на два луча, которые распространяются с разной скоростью и, следовательно. Преломляются под разными углами. Такие кристаллы имеют два показателя преломления, соответствующие этим двум лучам, которые называются обыкновенным и необыкновенным и характеризуются Колебаниями во взаимно перпендикулярных направлениях. Разницу между показателями преломления и называют двупреломлением, она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, больше или меньше показатель преломления необыкновенного луча, чем обыкновенного. [c.87]

В зависимости от решаемой задачи контроля качества микроскоп можно использовать для работы в следующих режимах освещения в проходящем и отраженном свете разного направления с белым или монохроматичё ским светом, длина волны которого определяется фильтрами с поляризованным и неполяризованным светом, при освещении световым потоком разной структуры, создаваемой масками. В части микроскопа, где происходит обработка светового потока после взаимодействия с контролируемым объектом, также возможны различные режимы работы, применение которых целесообразно с учетом его оптических свойств. Оптическая система большинства микроскопов отлаживается обычно на определенную длину волны (чаще 0,56 мкм), поэтому для получения изображений наилучшего качества используют монохроматический свет. Отметим наиболее распространенные режимы пяботы микроскопов. [c.243]

Однослойные полимерные пленки не могут быть непосредственно использованы в качестве хороших отражателей (необходима металлизация задней поверхности прозрачного покрытия). Однако многослойные полимерные пленки, толш,ина слоев к-рых сравнима с длиной световой волны, имеют очень высокую отражательную способность, сравнимую с этой характеристикой для металлизированных полимерных пленок. При этом многосло1шые пленки взаимодействуют со светом как дифракционная решетка. [c.249]

С экспериментальной точки зрения, наибольший интерес представляет изучение взаимодействия молекулярных и атомных систем с видимым и ультрафиолетовым светом, длина волны которого м. Так как размер молекул составляет 10 1"м, в пределах системы фаза электрической волны 2лх1к существенно не меняется. Если брать начало координат в центре системы, величиной 2пх1Х можно пренебречь. Тогда вектор напряженности электрического поля световой волны г (/) = Ео соз oзt. [c.145]

Элементарное рассмотрение свойств света показывает, что полная молярная поляризуе.мость P ,i может быть обусловлена только взаимодействием между электронами молекул и быстро осциллирующим электромагнитным полем видимого света с частотой порядка Ю - с (см. рис. 9.2). За такими быстрыми осцилляцпя.чп не могут успеть ни вращения постоянных диполей, происходящие с частотой порядка 10 °с , ни колебания ядерного скелета молекул, имеющие частоту порядка Ю с . Поэтому в уравнении е = коэффициент преломления п может быть выражен через отношение скорости света с в вакууме к скорост, света Св в веществе, п = с1сз. Уменьшение скорости света в веществе происходит вследствие взаимодействия между колебаниями электромагнитного поля световой волны и связанными электронами молекул. Чем менее прочно связаны электроны в молекулах, тем сильнее это взаимодей--ствие и тем больше коэффициент преломления п и диэлектрическая проницаемость вещества. [c.470]

Согласно уравнению (Г-31), форма полосы поглощения (т. е. зависимость коэффициента поглощения от частоты) должна быть в основном такой же, как и на кривой, приведенной на рис. 125, выражающей зависимость а от частоты, а ширина полосы определяется величинами факторов диссипации т] и р.. В действительности это никогда не бывает так. В любом образце вещества электроны в разных атомах никогда не имеют совершенно одинаковых естественных частот колебаний v . Одной из причин этого является эффект Допплера, вызывающий отличие между относительными значениями частоты света V и естественными частотами в зависимости от направления движения атома относительно световой волны. Еще более существенной причиной изменения является, однако, то, что вследствие термических флуктуаций окружение всех атомов не является одинаковым. Это относится в особенности к атомам веществ, находящихся в жидком и твердом состояниях. Поскольку окружение влияет на значения частот нормальных колебаний, значения Vj могут быть различными у разных атомов. Поэтому наблюдаемые полосы поглощения в жидких и твердых телах представляют собой наложение больнюго числа узких полос, каждая из которых имеет вид, он редел яемьп значением а в уравнении (Г-16), но с центрами при разных V . Вследствие этого результирующая форма полосы зависит от взаимодействий между окружением и электронами. [c.441]

После относительно подробного разбора вязкотекучего и хрупкого состояния, т. е. свойств, существенных для определения понятия стекла, отметим кратко причины его прозрачности. Согласно X. Хольшеру [32] их три. В стекле нет структурных агрегатов, размеры которых находятся в пределах видимости. В нем отсутствуют поверхности раздела, способные отражать, преломлять или рассеивать свет. Наконец, стекло не обладает свободными электронами, могущими взаимодействовать со световыми волнами. [c.81]