• 3. Laineoptika
  • Valguslainet iseloomustavad suurused
  • H. voolaid optika loengukursuse lofy. 01. 089 Konspekt tartu 2012




    Download 3.25 Mb.
    bet5/16
    Sana18.11.2020
    Hajmi3.25 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

    2.3. Fotomeeter


    Fotomeeter on riist valguse mõõtmiseks. Meie vaatleme ainult valgustustiheduse mõõtmiseks ettenähtud fotomeetrit. Selle põhimõtteline skeem on järgmine.


    I1 r1 r2 I2

    Silm
    Riistas kasutatakse üht tuntud valgustugevusega allikat, näiteks I1. Mõõtmisel

    saavutatakse olukord, kus valgustustihedused on võrdsed, st. kui ekraani mõlemad osad on ühesuguse heledusega. See saavutatakse valgusallikate kauguse muutmisega. Kui ühe allika valgustugevus on teada ja mõõta allikate kaugused ekraanist, saab määrata ka teise allika valgustugevust.


    E1 = E2 ,

    I1cos1/r12 = I2cos2/r22
    1 2; Langemisnurki võib pidada ligikaudu võrdseteks, sest fotomeetri õlad (kaugused r1 ja r2 ) on külllalt suured võrreldes sisenemisavade läbimõõduga.
    Saame .

    3. Laineoptika

    3.1. Elektromagnetlaine ja valguslaine


    Elektromagnetlainet kirjeldavad 2 võrrandit, üks elektrivälja ja teine magnetvälja muutumise kohta

    E = E0 sin (t – x/v)

    B = B0 sin (t – x/v), kus .

    Graafiliselt saab laineid esitada kahel kujul , kus näidatakse elektrivälja tugevuse (E) ja magnetinduktsiooni (B) kas sõltuvust ajast või ruumikoordinaadist4.



    Kui räägitakse valguslainest, siis jäetakse magnetväli mängust välja. Räägitakse E -vektorist kui valgusvektorist. Põhjendus: muidu on raske lainet kujutada, sest tihti on vaja laineid graafiliselt liita või lahutada.

    Selline valik on põhjendatud, sest valgusaistingu tekitab just elektriväli, mõjudes retseptorites olevatele elektronidele.



    Valguslainet kirjeldatakse samuti kaht liiki graafikutega: E-vektori ajalise või ruumilise muutusena:



    Valguslainet iseloomustavad suurused





    Valguslainet iseloomustav suurus

    Tähis

    Ühik

    Väärtus

    Lainepikkus vaakumis



    1 nm

    380....760 nm

    Periood

    T

    1 s

    1,2 · 10–15....2,5 · 10–15 s

    Sagedus

    f

    1 Hz

    8 · 1014....4 · 1014 Hz

    Kiirus

    v, c

    1 m/s

    1,2 · 108....3 · 108 m/s



    Lisaks kasutatakse veel lainearvu k , mis on defineeritud kui 2/ (spektroskoopias kasutatakse ka lainearvu, mis on võrdne 1/ ja mida tavaliselt antakse pöördsentimeetrites, cm-1).
    Valguslaine tugevus ehk intensiivsus I näitab energia hulka, mis ajaühikus läbib pinnaühikut (või langeb sellele). Selle suuruse mõõtühikuks on 1 W/m2.

    Valguse intensiivsust määrtatakse E-vektori ruudu keskväärtuse abil, sest E-vektori keskväärtust ei saa kasutada, kuna see on alati võrdne nulliga. Seega intensiivsus




    Nagu mehaaniliste lainete korral, kasutatakse ka valguslainete korral lainefrondi ja lainepinna mõisteid. Lainefrondiks nimetatakse pinda, mis eraldab selle ruumi osa, kust valgus on läbi läinud sellest ruumiosast, kuhu valgus pole veel jõudnud. Kõikides lainefrondi punktides on valguslaine E-vektorid samas faasis. Laine poolt läbitud ruumiosas nimetatakse samafaasipindu lainepindadeks. Aga ega põhimõttelist erinevust pinna ja frondi vahel pole.
    Laineid jaotatakse ka optikas lainepinna kuju järgi sfäärilisteks- ja tasalaineteks. Sfäärilise laine korral on lainefrondiks sfäär, mida joonisel kujutab ringjoon. Tasalaine korral on lainefrondiks tasand, mida joonisel kujutab sirgjoon.

    Joonistel näidatakse lainefrondi aukohti iga perioodi järel. Seega on joonisel frontide vaheline kaugus võrdne valguse lainepikkusega. Seesmisi lainefronte nimetatakse lainenepindadeks. Lainefrondi normaale (ristsirgeid) nimetatakse kiirteks.


    Joonisel a) on keralaine ja joonisel b) tasalaine.






    Download 3.25 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16




    Download 3.25 Mb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    H. voolaid optika loengukursuse lofy. 01. 089 Konspekt tartu 2012

    Download 3.25 Mb.