Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

WYKŁAD 10 ATOMY JAKO ŹRÓDŁA ŚWIATŁA. ROZPRASZANIE ŚWIATŁA PRZEZ OŚRODKI MATERIALNE.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "WYKŁAD 10 ATOMY JAKO ŹRÓDŁA ŚWIATŁA. ROZPRASZANIE ŚWIATŁA PRZEZ OŚRODKI MATERIALNE."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 10 ATOMY JAKO ŹRÓDŁA ŚWIATŁA. ROZPRASZANIE ŚWIATŁA PRZEZ OŚRODKI MATERIALNE.

2 PLAN WYKŁADU Pole promieniowania od poruszającego się ładunku Atom Lorentza jako źródło fal e-m Atom Lorentza jako oscylator swobodny Emisja z atomu Lorentza; podstawowe własności Atom Lorentza jako oscylator wymuszony Rozpraszanie światła, przekrój czynny, rozpraszanie Rayleigha i Thomsona PODSUMOWANIE

3 Pole promieniowania od poruszającego się ładunku

4 Atom Lorentza jako źródło fal e-m

5

6

7

8 Całkowite uśrednione w czasie natężenie S:

9 Obliczamy średnią emitowaną moc:

10 Całkowite uśrednione w czasie natężenie S: Obliczamy średnią emitowaną moc:

11 Całkowite uśrednione w czasie natężenie S: Obliczamy średnią emitowaną moc:

12

13

14

15 Moc tracona przez promieniujący oscylator:

16 Obliczmy moc traconą przez swobodny, tłumiony oscylator:

17 Moc tracona przez promieniujący oscylator: Obliczmy moc traconą przez swobodny, tłumiony oscylator:

18 Moc tracona przez promieniujący oscylator: Obliczmy moc traconą przez swobodny, tłumiony oscylator:

19 Moc tracona przez promieniujący oscylator: Obliczmy moc traconą przez swobodny, tłumiony oscylator:

20

21

22 dla małego współczynnika tłumienia γ:

23

24

25 Warunki początkowe:

26 otrzymamy:

27 Warunki początkowe: otrzymamy: a musi być sprzężone do b, gdyż x 0 i v 0 są rzeczywiste

28

29 a w zapisie zespolonym: gdzie:

30 a w zapisie zespolonym: gdzie:

31 Amplituda tłumionych oscylacji:

32 Moc wypromieniowana:

33 Amplituda tłumionych oscylacji: Moc wypromieniowana: Całkowita energia oscylatora:

34 Amplituda tłumionych oscylacji: Moc wypromieniowana: Całkowita energia oscylatora: ponieważ:

35 Amplituda tłumionych oscylacji: Moc wypromieniowana: Całkowita energia oscylatora: ponieważ:

36 Wniosek:

37 klasyczny promień elektronu

38

39 DOBROĆ OSCYLATORA LORENTZA

40 Stosunek energii całkowitej oscylatora do energii traconej na 1 radian fazy

41 DOBROĆ OSCYLATORA LORENTZA Stosunek energii całkowitej oscylatora do energii traconej na 1 radian fazy MAŁE TŁUMIENIE DUŻE DOBROĆ OSCYLATORA

42 DOBROĆ OSCYLATORA LORENTZA Stosunek energii całkowitej oscylatora do energii traconej na 1 radian fazy MAŁE TŁUMIENIE DUŻE DOBROĆ OSCYLATORA Dla 500 nm:

43 DOBROĆ OSCYLATORA LORENTZA Stosunek energii całkowitej oscylatora do energii traconej na 1 radian fazy MAŁE TŁUMIENIE DUŻE DOBROĆ OSCYLATORA Dla 500 nm:

44 ZJAWISKO ROZPRASZANIA ŚWIATŁA Wiązka światła padającego o ściśle określonym kierunku, oddziałując z ośrodkiem materialnym tworzy światło rozproszone. Ta sama częstość, różne kierunki.

45 Mechanizm fizyczny w zjawisku rozpraszania światła: wzbudzone do drgań przez pole zewnętrzne atomy ośrodka emitują we wszystkich kierunkach fale kuliste o tej samej częstości Znaczenie ośrodka: kryształy, ciała amorficzne, ciecze i gazy – rosnące nieuporządkowanie, rosnące rozpraszanie Przypomnienie – współczynnik załamania, światło odbite i załamane, bardzo słabe rozpraszanie w innych kierunkach

46 Pojedynczy atom Lorentza w polu fali e-m:

47 rozwiązanie:

48 Pojedynczy atom Lorentza w polu fali e-m: rozwiązanie:

49 Pojedynczy atom Lorentza w polu fali e-m: rozwiązanie: zaniedbujemy tłumienie

50 Pojedynczy atom Lorentza w polu fali e-m: rozwiązanie: zaniedbujemy tłumienie

51

52

53

54

55 Moc rozproszona, to część mocy padającej, która przeszła przez powierzchnię σ

56 Przekrój czynny na rozpraszanie światła przez atom Lorentza: Moc rozproszona z wiązki padającej przez atom L.:

57 Dwa przypadki:

58 1. Elektrony swobodne:

59 Dwa przypadki: 1. Elektrony swobodne: rozpraszanie Thomsona

60 Dwa przypadki: 1. Elektrony swobodne: rozpraszanie Thomsona 2. Światło widzialne i gaz:

61 Dwa przypadki: 1. Elektrony swobodne: rozpraszanie Thomsona 2. Światło widzialne i gaz: rozpraszanie Rayleigha 400 nm i 700 nm, czynnik 10, preferencja niebieskiego niebieskie niebo, czerwone niskie słońce

62 Znaczenie interferencji, 2 atomy:

63

64 Dla I 1 = I 2, φ 1 = φ 2, I = 4I 1 zamiast I = 2I 1 gaz, a mała kropelka cieczy, czynnik N lub N 2 ; białe chmury; silne rozpraszanie, preferencja czerwieni

65 PODSUMOWANIE oscylujący atom Lorentza wysyła falę kulistą: w której dominuje oscylujący elektron. Polaryzacja i amplituda tej fali zależą od kierunku rozchodzenia się fali całkowita wypromieniowywana moc wynosi:

66 PODSUMOWANIE Amplituda swobodnie oscylującego atomu Lorentza maleje eksponencjalnie z czasem wskutek strat na promieniowanie. Rozwiązanie jest następujące: ze stałą tłumienia:gdzie to klasyczny promień elektronu, równy 2.82· m, a czas życia wzb. atomu :

67 PODSUMOWANIE Oscylujący w zewnętrznej fali e-m atom Lorentza jest źródłem fali rozproszonej. Przekrój czynny na rozproszenie wynosi: Przekrój czynny na rozpraszanie na swobodnych elektronach (rozpraszanie Thomsona) wynosi:

68 PODSUMOWANIE Przekrój czynny w przybliżeniu niskich częstości (obszar widzialny, rozpraszanie na atomach o wysokich częstościach własnych, rozpraszanie Rayleigha) wynosi: Silna zależność od częstości tłumaczy niebieski kolor nieba. Efekty interferencyjne są odpowiedzialne za silne rozpraszanie przez chmury (spójne rozpraszanie przez małe kropelki wody)


Pobierz ppt "WYKŁAD 10 ATOMY JAKO ŹRÓDŁA ŚWIATŁA. ROZPRASZANIE ŚWIATŁA PRZEZ OŚRODKI MATERIALNE."

Podobne prezentacje


Reklamy Google