border=0


Elektroniczna teoria rozpraszania światła




Z teorii elektromagnetycznej Maxwella wynika, że ​​bezwzględny współczynnik refrakcji ośrodka wynosi

,

gdzie ε jest stałą dielektryczną ośrodka, μ oznacza przenikalność magnetyczną.

W optycznym obszarze widma dla wszystkich substancji μ≈1,

.

Z wzoru wynika, że ​​n jest wartością stałą Z doświadczenia wiadomo, że n jest wartością zmienną . (Co to jest sprzeczność).

Trudności w wyjaśnianiu rozproszenia światła z punktu widzenia teorii e / m Maxwella są eliminowane przez elektroniczną teorię Lorentza.

W teorii Lorentza rozproszenie światła jest uważane za wynik oddziaływania fal e / m na naładowane cząstki, które tworzą substancje i powodują wymuszone oscylacje w naprzemiennym polu e / m fali. To znaczy elektrony (zewnętrzne, słabo związane) - polaryzacja elektronowa - częstotliwość zewnętrznego pola elektronowego. Zastosujmy elektronową teorię rozpraszania światła dla jednorodnego dielektryka, zakładając, że rozproszenie światła jest konsekwencją zależności ε od ​​częstotliwości ω fal świetlnych. Stała dielektryczna substancji z definicji:

,

gdzie χ jest podatnością dielektryczną medium, ε0 jest stałą elektryczną, ρ jest chwilową wartością medium polaryzacyjnego. Dlatego tj. zależność od . .

W tym przypadku polaryzacja elektroniczna ma pierwszorzędne znaczenie, tj. wymuszone oscylacje elektronów pod działaniem komponentu elektrycznego pola falowego, ponieważ dla polaryzacji orientacyjnej cząsteczek częstotliwość oscylacji w fali świetlnej jest bardzo wysoka.

W pierwszym przybliżeniu możemy założyć, że wymuszone oscylacje są wykonywane tylko przez najbardziej zewnętrzne elektrony najsłabiej połączone z jądrem - optyczne.

Dla uproszczenia, rozważ oscylacje tylko jednego elektronu optycznego. Indukowany moment dipolowy elektronu wywołującego wymuszone oscylacje wynosi gdzie e jest ładunkiem elektronu, x jest przemieszczeniem elektronu pod działaniem e / m pola fali świetlnej.

Jeśli stężenie atomów w dielektryku = n0, to chwilowa wartość polaryzacji:

. Następnie otrzymujemy (*)

.

W związku z tym zadanie ogranicza się do określenia przemieszczenia elektronu x pod wpływem pola zewnętrznego. .

Pole fali świetlnej będzie uważane za funkcję częstotliwości ω, tj. zmiana zgodnie z zasadą harmoniczną:

Różniczkowe równanie wymuszonych oscylacji elektronów dla najprostszego przypadku (bez uwzględnienia siły oporu powodującej absorpcję energii fali padającej):

gdzie T = eE jest wartością siły działającej na elektron od strony pola falowego; m jest masą elektronu, ω0 jest naturalną częstotliwością oscylacji elektronu.


border=0


Rozwiązywanie tego ur-znajdujemy w zależności od stałych atomu i częstotliwości ω pola zewnętrznego, tj. rozwiązać problem wariancji.

Rozwiązanie tego ur-I można napisać w formie:

gdzie .

Zastąp te wyrażenia w (**):

(1)

Jeśli w substancji występują różne ładunki, powodujące wymuszone oscylacje o różnych częstotliwościach własnych ω0i, to

(2)

gdzie mi jest masą i-tego ładunku.

Z otrzymanych wyrażeń wynika, że ​​współczynnik załamania n zależy od częstotliwości pola zewnętrznego, tj. uzyskanie zależności potwierdza zjawisko rozproszenia światła, chociaż poczyniono pewne założenia.

Z wyrażeń (1) i (2) wynika, że ​​w dziedzinie częstotliwości:

1) Z i wzrasta wraz ze zmniejszaniem ω.

2) Z .

3) Z i wzrasta od do 1.

To jest normalna wariancja. Przechodząc od n2 do n, otrzymujemy wykres zależności

To zachowanie n w pobliżu ω0 jest wynikiem założenia o braku sił oporu podczas oscylacji elektronów.

Jeśli ta okoliczność zostanie wzięta pod uwagę, to wykres funkcji n (ω) w pobliżu ω0 jest podawany przez linię AB. Obszar AB jest obszarem anomalnej dyspersji (i zmniejsza się wraz ze wzrostem ω).

Pozostałe części zależności n (ω) są opisane przez normalną dyspersję (i rosną wraz ze wzrostem ω).





; Data dodania: 2018-01-08 ; ; widoki: 310 ; Czy opublikowany materiał narusza prawa autorskie? | | Ochrona danych osobowych | PRACA ZAMÓWIEŃ


Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Użyj wyszukiwania:

Najlepsze powiedzenia: Podczas pracy w laboratorium uczeń udaje, że wie wszystko; nauczyciel udaje, że mu wierzy. 8917 - | 7141 - lub przeczytaj wszystko ...

2019 @ edudoc.icu

Generowanie strony ponad: 0,003 sek.