Поляризация света

Содержание

Слайд 2

План: Природа света. Свет естественный, частично поляризованный, полностью поляризованный. Световой вектор.

План:

Природа света. Свет естественный, частично поляризованный, полностью поляризованный. Световой вектор.
Поляризация света

при отражении.
Способы получения поляризованного света.
Поляризатор и анализатор. Закон Малюса.
Оптически – активные вещества. Поляриметрия.
Поляризационный микроскоп.
Слайд 3

Природа света. Основные характеристики света Свет обладает корпускулярно-волновым дуализмом, т.е. представляет

Природа света.
Основные характеристики света

Свет обладает корпускулярно-волновым дуализмом, т.е. представляет собой поток

частиц электромагнитного поля, фотонов, которые следует рассматривать как частицы, имеющие волновые свойства.

свет

э/м волна (интер-ференция, дифракция, поляризация и др.)

частица (поглощение, рассеяние, фотоэффект, эффект Комптона и др)

Слайд 4

Свет — э/м волна, то описывается уравнениями: Световая волна является плоско-поперечной,

Свет — э/м волна, то описывается уравнениями:

Световая волна является плоско-поперечной, т.к.

колебания векторов E и H происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярно направлению распространения волны.
Слайд 5

характеристики света: - частота колебаний векторов E и H, - длина

характеристики света:
- частота колебаний векторов E и H,
- длина

волны.
Оптическое излучение лежит в диапазоне:
Видимое излучение:
УФ – излучение:
ИК – излучение:

 

 

 

 

 

 

Слайд 6

Монохроматическое излучение — излучение, имеющее одну и ту же длину волны

Монохроматическое излучение — излучение, имеющее одну и ту же длину волны

(например, красное, синее и др.).
Излучение Солнца содержит весь диапазон электромагнитных волн. Видимая часть излучения Солнца называется белым светом.

Мы будем говорить только о векторе E. Этот вектор называют световым вектором, т.к. только электрическая составляющая световой волны действует на рецепторы, вызывая ощущение света.

Слайд 7

Волна, в которой плоскость колебаний непрерывно меняется, а амплитуда колебаний остается

Волна, в которой плоскость колебаний непрерывно меняется, а амплитуда колебаний остается

постоянной, называют естественной:

Если колебания происходят только в одной плоскости, то такую волну называют полностью поляризованной:

Если колебания происходят в разных плоскостях, но в одной из них амплитуда преобладает, то такая волна называется частично поляризованной:

Слайд 8

Световая волна является естественной. Элементарным излучателем света является атом, в котором

Световая волна является естественной. Элементарным излучателем света является атом, в котором

электрон испускает плоскополяризованную волну в единичном акте испускания. При этом испускается “цуг” волн протяженностью 3 м.

E

H

x

Цуг представляет собой гармонические во времени функции, ограниченные во времени и пространстве.

Слайд 9

Затем атом поварачивается в пространстве и излучает новый “цуг” волн и

Затем атом поварачивается в пространстве и излучает новый “цуг” волн и

поэтому “цуги” волн излучаются также в разных направлениях. Атомов в источнике света бесконечное множество, значит и плоскостей колебаний будет бесконечное множество.

E

H

x

E

H

x

Слайд 10

Способы получения плоско-поляризованного света: Закон Брюстера – отражение от неметаллического зеркала Двойное лучепреломление Дихроизм

Способы получения плоско-поляризованного света:
Закон Брюстера – отражение от неметаллического зеркала
Двойное лучепреломление
Дихроизм

Слайд 11

Система поляризатор – анализатор А- анализатор - устройство, с помощью которого

Система поляризатор – анализатор

А- анализатор - устройство, с помощью которого можно

обнаружить положение плоскости поляризации света.

- угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора.

 

- закон Малюса.

П-поляризатор - устройство, с помощью которого можно получить плоскополяризованный свет.

Слайд 12

Оптически активные вещества. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия Лабораторная работа №7 Поляризационный

Оптически активные вещества.
Вращение плоскости поляризации.
Поляриметрия
Лабораторная работа №7
Поляризационный микроскоп
www.studmedlib.ru
Медицинская и

биологическая физика - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. Параграф 25.5
Слайд 13

Тепловое излучение

Тепловое излучение

Слайд 14

План: Природа теплового излучения. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Распределение

План:

Природа теплового излучения. Характеристики теплового излучения.
Абсолютно черное тело. Распределение энергии в

спектре излучения абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа.
Экспериментальные законы излучения абсолютно черного тела Стефана-Больцмана и Вина.
Источники теплового излучения (естественные и искусственные). Актинометрия.
Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Применение в медицине. Термография и тепловидение.
Слайд 15

Тепловое излучение -это электромагнитное излучение нагретых тел, обусловленное возбуждением атомов и

Тепловое излучение -это электромагнитное излучение нагретых тел, обусловленное возбуждением атомов и

молекул при соударениях в процессе теплового движения. Тепловое излучение происходит при всех температурах, кроме абсолютного нуля 0К , при котором движение прекращается.
Тепловое излучение является термодинамически равновесным: в единицу времени испускается столько же энергии, сколько и поглощается.
Слайд 16

Характеристики теплового излучения: 1.Поток излучения (мощность излучения) – энергия, испускаемая со

Характеристики теплового излучения:
1.Поток излучения (мощность излучения) – энергия, испускаемая со всей

поверхности тела за 1 с:

2. Энергетическая светимость – энергия, испускаемая с единицы площади поверхности тела за 1с:

3. Спектральная плотность энергетической светимости
-функцией распределения энергии по спектру, выражает собой энергию, испускаемую с единицы площади поверхности тела за 1с в единичном интервале длин волн вблизи данной волны .

Слайд 17

4. Монохроматический коэффициент поглощения . Он характеризуется отношением потока излучения, поглощенного

4. Монохроматический коэффициент поглощения . Он характеризуется отношением потока излучения, поглощенного

данным телом в единичном интервале длин волн, к потоку излучения, падающего на ту же площадь тела:

- у зеркал, тел с белой тканью;

- у таких тел как черная бумага, черный бархат;

- АЧТ, таких в природе нет.

Слайд 18

Модель АЧТ : - серые тела, коэффициент поглощения не зависит от

Модель АЧТ :

- серые тела, коэффициент поглощения не зависит от длины

волны света, падающего на него: в природе серых тел нет, однако некоторые тела в определнном интервале длин волн ведут себя как серые, например: кожа человека в инфракрасной области.
Слайд 19

Закон Кирхгофа В состоянии термодинамического равновесия у тел, обменивающихся энергией только

Закон Кирхгофа
В состоянии термодинамического равновесия у тел, обменивающихся энергией только путем

излучения и поглощения:
Этой функцией является спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела .
Слайд 20

Спектр излучения АЧТ

Спектр излучения АЧТ

Слайд 21

Законы излученияАЧТ (законы были установлены экспериментально) 1.Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно

Законы излученияАЧТ
(законы были установлены экспериментально)
1.Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела

пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры
- постоянная Стефана-Больцмана.
Для серых тел этот закон можно записать как
.
Слайд 22

2. Закон смещения Вина: Длина волны в спектре излучения абсолютно черного

2. Закон смещения Вина: Длина волны в спектре излучения абсолютно черного

тела, на которую приходится максимум спектральной плотности излучения, обратно пропорциональна его абсолютной температуре

2. Закон смещения Вина: Длина волны в спектре излучения абсолютно черного тела, на которую приходится максимум спектральной плотности излучения, обратно пропорциональна его абсолютной температуре

- постоянная Вина.

Слайд 23

Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей Естественные Солнце Искусственные: лампы

Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей


Естественные
Солнце

Искусственные:
лампы накаливания (Соллюкс), ИК-излучатели

“Инфраруж”, ртутные лампы ПРК.
Слайд 24

Спектр излучения Солнца практически совпадает со спектром излучения АЧТ. В атмосфере

Спектр излучения Солнца практически совпадает со спектром излучения АЧТ. В атмосфере

Земли спектр Солнца меняется из-за поглощения излучения молекулами газов атмосферы.
1 – на границе Земной атмосферы
2 – вблизи поверхности Земли

Поток солнечной радиации составляет 1350 Вт

Слайд 25

ИК- и УФ- излучение и их применение в медицине ИК -

ИК- и УФ- излучение и их применение в медицине

ИК - излучение

лежит в диапазоне
т.е. от красной границы видимого спектра до более высоких длин волн. 50% солнечного излучения относится в ИК- излучению. Оно не видимо для глаза.
Для лечения используется короткая область излучения 0,76 мкм.
Первичное действие на ткани организма – тепловое. ИК- излучение проникает в ткани на глубину 15-20мм, прогревая их.
Особую роль играет ИК - излучение для диагностики заболеваний методом термографии и тепловидения, в основе которых лежат законы Стефана-Больцмана и Вина.
Источники ИК — излучения: лампы накаливания (Соллюкс), ИК-излучатели “Инфраруж”.
Слайд 26

Слайд 27

УФ - излучение лежит в диапазоне т.е в области длин волн,

УФ - излучение лежит в диапазоне
т.е в области длин волн,

короче длины волны фиолетового излучения видимой части излучения. Оно также невидимо для глаза.
Вредное действие УФ – излучения – вызывает ожог сетчатки глаза, а самое короткое излучение может обладать ионизирующим действием.
Первичное действие на ткани организма – фотохимические реакции. Проникает в ткани организма на глубину 0,1-1мм .
Слайд 28

УФ – излучение делят на три зоны действия: А – антирахитичная

УФ – излучение делят на три зоны действия:
А – антирахитичная зона

380-315нм . Под действием этого излучения в тканях организма проходят реакции, приводящие к получению витамина D.
В – эритемная зона 315-280нм . Под действием этого излучения проходят химические реакции, дающие загар.
С – бактерицидная зона 280-200нм . Это излучение обладает большой энергией и убивает бактерии.
Источником УФ – излучения является Солнце, а в медицине – ртутные лампы ПРК, в которых излучение возникает при люминесценции паров ртути, находящихся в колбе из кварцевого стекла, хорошо пропускающего ультрафиолет.