Dispersia luminii

3x puncte

categorie: Fizica

nota: 8.16

nivel: Liceu

Stabilirea formei explicite a relației de dispersie se poate face în baza modelului clasic al interacției radiației electromagnetice cu substanța. Lămurirea tuturor aspectelor privind dispersia și absorbția luminii în medii dielectrice este posibilă numai cu ajutorul modelelor cuantice de interacțiune.

Considerăm lumina ca undă electromagnetică de pulsație ω și molecula substa[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Dispersia luminii

Stabilirea formei explicite a relației de dispersie se poate face în baza modelului clasic al interacției radiației electromagnetice cu substanța. Lămurirea tuturor aspectelor privind dispersia și absorbția luminii în medii dielectrice este posibilă numai cu ajutorul modelelor cuantice de interacțiune.

Considerăm lumina ca undă electromagnetică de pulsație ω și molecula substanței ca un ansamblu de k oscilatori de masă mk și sarcină qk . Câmpul electric al undei electromagnetice determină oscilații forțate ale oscilatorilor, de elongație rk . La nivelul moleculei acest fenomen implică apariția unui moment electric dipolar de mărime:
pe= Σ qk rk ,
k
iar la nivelul întregului corp, considerat omogen și izotrop, o polarizație P:
P = NΣqk r ,
k
unde N reprezintă numărul moleculelor din unitatea de volum.
Elongațiile rk se obțin din ecuația de mișcare a oscilatorului:

Din relațiile (2) și (1) rezultă că polarizația P este o mărime complexă, deci și permitivitatea εr și indicele de refracție n vor fi mărimi complexe, notate cu Pˆ,εˆ r ,nˆ.

În relația (3) mărimea χ caracterizează mediul din punctul de vedere al atenuării undei prin absorbție. Relațiile (3), (2) și (1) permit scrierea expresiilor explicite ale indicelui de refracție n și a indicelui de absorbție χ . Pentru simplificarea interpretării acestora le scriem pentru cazul unui singur oscilator (k = 1). Acestea sunt:

Din graficul celor două relații rezultă că în jurul frecvenței de rezonanță, (ω ≅ ω0), indicele de refracție suferă o variație bruscă, iar indicele de absorbție prezintă un maxim pronunțat. dispersia este anomală. Frecvențele de rezonanță sunt caracteristice fiecărui atom sau moleculă în parte. Determinarea lor permite identificarea atomului sau a moleculei.

Pe baza fenomenului de dispersie, o prismă optică separă componentele
monocromatice ale radiației incidente, obținându-se astfel spectrul optic. Cum spectrul radiațiilor emise de substanță este o caracteristică absolută a acesteia, spectrul devine un mijloc foarte sigur de identificare a substanței. Intensitatea unei anumite radiații în spectru depinde de doi factori: probabilitatea cu care are loc o tranziție care duce la emisia radiației respective și numărul sistemelor atomice care emit. Deci, o linie spectrală ne poate furniza
informații atât asupra naturii atomului sau moleculei care a emis radiația cât și asupra concentrației acestora în sursa de radiații.

Sistemele atomice absorb radiațiile a căror frecvență este egală cu frecvența radiațiilor pe care pot să le emită. Totalitatea radiațiilor absorbite de către un sistem atomic constituie spectrul de absorbție al acestuia. Datorită dispersiei, undele luminoase care alcătuiesc o radiație complexă sunt deviate cu unghiuri diferite la pătrunderea într-un mediu dispersiv și astfel pot fi observate separat. Un dispozitiv simplu prin care se obține separarea luminii prin dispersie este prisma optică (Fig. 2).

Unghiul de deviație (între raza incidentă și raza emergentă) la trecerea luminii prin prismă este
δ = i1 − r1 + i2 − r2 = i1 + i2 − A (6)
Acest unghi este minim pentru i1 = i2 = i și r1 = r2 = r = A/2 (raza este, în prismă, paralelă cu baza). Ca urmare δmin = 2i − A. (7)
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Fizica

CAUTA REFERAT

TRIMITE REFERAT CERE REFERAT
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

E-referate.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat termenii si conditiile de utilizare pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles