Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ильичева Е.Н. -> "Методика решения задач оптики" -> 3

Методика решения задач оптики - Ильичева Е.Н.

Ильичева Е.Н., Кудеяров Ю.А., Матвеев А.В. Методика решения задач оптики — М.: МГУ, 1981. — 72 c.
Скачать (прямая ссылка): metodikaresheniyazadachoptiki1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 74 >> Следующая

однородного уширения?
2.16. Что такое доплеровское и ударное уширение линий излучения? Каково
соотношение между порядками величин естественной, доплеровской и ударной
ширин линий? Почему доплеровское уширение принадлежит к категории
неоднородного уширения линии?
2.17. Можете ли Вы дать сравнительную характеристику особенностей
лоренцевой и гауссовской форм линий?
2.18. Что такое ширина уровня? Как ширина уровня связана со временем
жизни возбужденного состояния? Как из этих связей получается ширина линии
излучения? Чем в квантовом случае определяется форма линии излучения?
2.19. Что такое время когерентности? Как оно связано со спектральной
шириной светового пучка?
2.20. Как длина когерентности связана со временем когерентности?
2.21. Для большинства практически используемых световых пучков длина
когерентности много больше или меньше длин волн света, входящих в пучок?
Обоснуйте свой ответ рассмотрением связи длины когерентности с
характеристиками пучка света.
2.22. Что такое корреляционная функция первого порядка и как она зависит
от пространственного и временного расстояния между рассматриваемыми
точками?
2.23. В чем заключается смысл когерентности с точки зрения представлений
о пучках света как совокупностях фотонов?
7
3. Основные типы задач и решений
а) ТИПЫ ЗАДАЧ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ
3.1. (1-й тип). Найти электромагнитные волны, излучаемые при заданном
движении электрических зарядов и заданных токах.
Метод решения. Необходимо решить уравнения Максвелла для заданных
движений зарядов и электрических токов. Этот тип задач широко встречается
в курсе электродинамики. В курсе общей физики встречаются лишь отдельные
задачи этого типа.
3.2. (2-й тип). Зная напряженности полей в плоской волне, найти поток
энергии и, наоборот, зная поток, найти напряженности. Охарактеризовать
явления, которые определяются напряженностями полей в волне или
плотностью потока энергии, например световое -давление, ЭДС индукции,
наводимой волной, и т. д.
Метод решения. Связь напряженностей с потоком энергии дается вектором
Пойнтинга. Для характеристики явлений, определяемых напряженностями
электромагнитного поля или плотностью потока электромагнитной энергии,
пользоваться соответствующими формулами, однако обязательно приняв во
внимание быструю переменность этих напряженностей.
3.3. (3-й тип). Определение формы суммарной линии, если формы слагаемых
линий известны, и нахождение уширения линий.
Метод решения. Используем формулу фурье-анализа
F(m)= j* F, (5)F2(<0 + coo - 5)Д,
-00
где (c)о есть общая центральная частота слагаемых линий, а также прямой
учет факторов, влияющих на разброс частот излучения.
3.4. (4-й тип). Определение спектрального состава излучения по характеру
модуляции волн.
Метод решения. Использование преобразования Фурье.
3.5. (5-й тип.). Задачи на вычисление корреляционной функции первого
порядка.
Метод решения. Значение корреляционной функции первого порядка,
записанное в соответствии с ее определением, вычислить с учетом
статистических свойств излучений в конкретной задаче.
б) ПРИМЕРЫ
1-й тип задач (3.1)
3.1.1. Рассмотреть излучение линейного осциллятора и рамки с током.
8
Решение. Необходимо рассмотреть решение по одному из учебников.
2-й тип задач (3.2)
3.2.1. Воздух начинает ионизоваться при напряженности электрического
поля Ета 30 кВ/см. При какой плотности потока энергии плоских
электромагнитных волн достаточно малой частоты в воздухе может
наступить'ионизация?
Решение. При не очень большой частоте электромагнитных волн можно
считать, что процесс ионизации происходит за время, много меньшее периода
колебаний напряженностей в волне. Поэтому условием ионизации мйжно
считать равенство амплитуды волны и ионизационной напряженности. Для
получения ответа через плотность потока энергии необходимо
воспользоваться формулой Пойнтинга
<Р)= ' l/jt- Е\ ^ 1,2- 10,в Вт/м* =1,2-'10* кВт/см8,
* г Р*о
где учтено, что векторы напряженностей в электромагнитной волне
изменяются по гармоническому закону, и принято во внимание, что среднее
значение квадрата синуса (или косинуса) равно lJ2.
3.2.2. Плоская поляризованная электромагнитная волна с круговой
частотой <о=106с-1 падает сребра "а рамку из проводника,
причем вектор В волны направлен перпендикулярно плоскости рамки. Линейные
размеры рамки малы по сравнению с длиной волны. Площадь рамки 5 = 100
см2, средняя плотность потока энергии в волне <Р> = 1 Вт/м2. Найти
максимальную ЭДС индукции, наводимую в контуре.
Решение. По закону электромагнитной индукции Фарадея имеем
ф ____
ИНН аГ.
где Ф = SB = S\l"H, H = Htcosmt, E = E0cos"t.
Поэтому
<C*=5^ = ^2(7>0 (e>0)'/4 S(r) = 9-10_3 В,
где учтено соотношение электрического и магнитного векторов в плоской
волне и их связь с потоком энергии.
3.2.3. Плотность потока энергии излучения лазера составляет 1 Вт/см2.
Какова амплитуда вектора напряженности электрического поля в этой волне?
Решение. Выражая амплитуду'напряженности Е0 через вектор потока <Р>,
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 74 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed