Физические законы механики Законы Кеплера Первое начало термодинамики Электромагнетизм Колебание и волны Геометрическая оптика Квантовые явления в оптике Водородоподобные системы в квантовой механике

Справочник по основным разделам физики

Дифракция Френеля. Явление дифракции как фундаментальное свойство волновых процессов. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Графическое вычисление амплитуды. Метод зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии и поглощающем диске. Зонная пластинка. Дифракция на крае полуплоскости. Число

Геометрическая оптика и фотометрия

Закон отражения света – отраженный и падающий лучи лежат в плоскости, содержащей перпендикуляр к отражающей поверхности в точке падения, и угол падения равен углу отражения:

.

Закон преломления света (закон Снелиуса):

падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости;

отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для заданной пары двух сред:

.

Предельный угол – угол падения света на границу раздела двух сред, соответствующий углу преломления 90º: Задача Степень поляризации частично поляризованного света Р = 0,25. Найти отношение k интенсивности плоско-поляризованной составляющей этого света I1 к интенсивности естественной (неполяризованной) составляющей I

.

Оптическая сила тонкой линзы:

,

где F – фокусное расстояние линзы; абсолютный показатель преломления вещества линзы; абсолютный показатель преломления окружающей среды (одинаковой с обеих сторон линзы); R1 и R2 – радиусы кривизны поверхностей линзы.

Формула тонкой линзы – соотношение, связывающее оптическую силу линзы с расстоянием от оптического центра линзы до предмета и с расстоянием от оптического центра линзы до изображения предмета:

,

где f – расстояние от изображения до линзы; d – расстояние от предмета до линзы.

Увеличение линзы – отношение линейных размеров изображения к линейным размерам предмета:

,

где Н – размер предмета; h – размер изображения.

Увеличение лупы:

,

где расстояние наилучшего зрения.

Увеличение микроскопа:

,

где а – расстояние между фокусами объектива и окуляра; D1 и D2 – оптические силы объектива и окуляра.

Увеличение телескопа:

,

где F1 и F2 – фокусные расстояния объектива и окуляра.

Фокусное расстояние сферического зеркала:

.

Оптическая сила сферического зеркала:

.

Формула сферического зеркала – формула, связывающая параметры зеркала с расстоянием до него предмета и изображения:

,

где F – фокусное расстояние сферического зеркала; d – расстояние от предмета до зеркала; f – расстояние от изображения до зеркала.

Поток излучения – световой поток Ф определяется энергией W, переносимой световыми волнами через данную площадь в единицу времени t:

.

Энергетическая сила света численно равна световому потоку, приходящемуся на единицу телесного угла:

.

Энергетическая яркость (лучистость) – отношение энергетического потока излучения, испускаемого с бесконечно малой площадки источника и распространяющегося в бесконечно малом телесном угле, к площади проекции этой площадки на плоскость, перпендикулярную направлению распространения, и величине телесного угла:

.

Освещенность – величина, равная отношению светового потока, падающего на поверхность, к площади освещаемой поверхности:

  или ,

где α – угол падения лучей.

Энергетическая светимость R (излучательность) численно равна световому потоку, испускаемому единицей площади светящегося тела:

.

Если светимость тела обусловлена его освещенностью, то

,

где коэффициент отражения.

Волновая оптика Интерференция света

Дифракция света Площадь одной зоны Френеля (зоны Френеля – участки, на которые можно разбить поверхность световой волны для вычисления результатов дифракции света)

Взаимодействие света с веществом Зависимость угла отклонения лучей призмой φ от преломляющего угла А призмы и показателя преломления п:

Квантовая оптика. Энергетическая светимость тела – поток энергии (любых частот), испускаемый единицей поверхности излучающего тела в единицу времени во всех направлениях

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

В силу принципа суперпозиции сил (принципа независимости действия сил) можно утверждать, что если бы на материальную точку действовала только составляющая общей силы вдоль оси OY, то параметры движения точки () были бы равны составляющим соответствующих векторов вдоль этой оси:


Тогда, для этого прямолинейного колебательного движения:

Такая ситуация – пропорциональность возвращающей силы величине отклонения от положения равновесия – реализуется, например, в пружинном маятнике, изображенном на рисунке. Период колебаний такого маятника может быть определен следующим образом:

Эти соотношения справедливы для любых колебательных систем, в которых возвращающая сила пропорциональна величине отклонения от положения равновесия: для определения периода колебаний достаточно знать коэффициент пропорциональности k между силой и отклонением.


Описанный тип колебаний, при котором переменные величины изменяются по закону синуса, называются гармоническими. Условие гармоничности колебаний – пропорциональность возвращающей силы величине отклонения от положения равновесия.

Если это условие не выполняется, колебания происходят по более сложному закону.

Простейший циклический процесс может быть реализован в системе, изображенной на рис.1. Пусть цилиндр заполнен идеальным газом, свойства которого описываются уравнением состояния:

,

а внутренняя энергия, следовательно, зависит только от температуры: для одноатомного идеального газа:

 Þ 

Пусть газ изотермически (T = const) расширился от объема V1 до объема V2. Тогда:

Иными словами газ получил от нагревателя количество теплоты Q, которое полностью пошло на совершение газом работы –А. Если включить в систему механизм, над которым газ производит работу, то, в процессе расширения газа, механическая энергия этого устройства возрастет на –А.

Теперь есть возможность изотермически сжать газ при той же температуре, предоставив возможность механизму совершать работу над газом расходуя запасенную механическую энергию. Если сжать газ до объема V1, то вся работа –А превратится в теплоту Q, которую получит назад нагреватель. Таким образом система приходит в начальное состояние – описанный процесс является обратимым.


Справочник по основным разделам физики