三、光的相速度和群速度 根据光的微粒说,光在两种媒质界面上折射时, SInlI/sini=u1/u而根据 光波动说 sInli/sini=v/v2,傅科做实验测定空气和水中光速之比近于43, 此数值与空气到水的折射率相符,从而判定光的波动说的正确性。虽然在 傅科实验完成之前,光的波动说已为大量事实(如干涉、衍射、偏振等) 所证明,但傅科的实验仍被认为是对惠斯原理最直接和最有力的支持,然 而随着测定光速方法的改进,问题又复杂化了,1885年迈克耳逊以较高的 精度重复了傅科实验的同时,还测定了空气和CS光速之比为1758,但是 用折射法测定的CS折射率为164,两数相差甚大,绝非实验误差所致,这 矛盾直到瑞利提出“群速”的概念之后才解决。 迄今为止,对于各向同性媒质本书在提波速时,都指的是波面(等位 相面)传播的速度,即相速,在惠更斯原理中如此,在波函数的表达式中 也如此,本节中将用u代表它。 在真空中所有波长的电磁以同一相速c传播,在色散媒质中只有理想的 单色波具有单一的相速。然而理想的单色波是不存在的,波列不会无限长。 列有限长的波相当于许多单色波列的迭加,通常把由这样一群单色波组 成的波列叫做波包。当波包通过有色散的媒质时,它的各个单色分量将以 不同的相速前进,整个波包在向前传播的同时,形状亦随之改变,我们把 波包中振辐最大的地方叫做它的中心,波包中心前进的速度叫做群速,记 作υgo
三、光的相速度和群速度 根据光的微粒说,光在两种媒质界面上折射时,sini1/sini2=υ1/υ2而根据 光波动说sini1/sini2=v1/v2,傅科做实验测定空气和水中光速之比近于4:3, 此数值与空气到水的折射率相符,从而判定光的波动说的正确性。虽然在 傅科实验完成之前,光的波动说已为大量事实(如干涉、衍射、偏振等) 所证明,但傅科的实验仍被认为是对惠斯原理最直接和最有力的支持,然 而随着测定光速方法的改进,问题又复杂化了,1885年迈克耳逊以较高的 精度重复了傅科实验的同时,还测定了空气和CS2光速之比为1.758,但是 用折射法测定的CS2折射率为1.64,两数相差甚大,绝非实验误差所致,这 矛盾直到瑞利提出“群速”的概念之后才解决。 迄今为止,对于各向同性媒质本书在提波速时,都指的是波面(等位 相面)传播的速度,即相速,在惠更斯原理中如此,在波函数的表达式中 也如此,本节中将用υp代表它。 在真空中所有波长的电磁以同一相速c传播,在色散媒质中只有理想的 单色波具有单一的相速。然而理想的单色波是不存在的,波列不会无限长。 一列有限长的波相当于许多单色波列的迭加,通常把由这样一群单色波组 成的波列叫做波包。当波包通过有色散的媒质时,它的各个单色分量将以 不同的相速前进,整个波包在向前传播的同时,形状亦随之改变,我们把 波包中振辐最大的地方叫做它的中心,波包中心前进的速度叫做群速,记 作υg
为简单起见,我们考虑由两列波组成 “波包”。设两列波分别为 SU=(x, t)Acos( orki) QU=(x, D )Acos( ar-k 即两波的频率(或波长)很接近 它们合成的波列为 U(x)=U1(x,)+U2(x,) 波包及其群速 2Acos(△ot-△kx)cos(o)kax) 此波的瞬时图像如右下图所示,是振 辐受到低频调制高频波列,这调制波 列有一系列的最大值, 因而它还算不得是一个 典型的波包。要得到 X 个真正的波包,需有更 多频率和波长相近的波 迭回在一起 相速与群速
为简单起见,我们考虑由两列波组成 “波包”。设两列波分别为 即两波的频率(或波长)很接近 ,它们合成的波列为 此波的瞬时图像如右下图所示,是振 辐受到低频调制高频波列,这调制波 列有一系列的最大值, 因而它还算不得是一个 典型的波包。要得到一 个真正的波包,需有更 多频率和波长相近的波 迭回在一起
7.2经典辐射定律 、热辐射、基尔霍夫定律 化学发光:在辐射过程中物质内部发生化学变化的; 比如:燃烧 光致发光:用外来的光或任何其他辐射不断地或预先 地照射物质而使之发光的;比如:荧光、磷光 场致发光:由电场作用引起辐射的过程; 比如:电弧放电、火花放电、辉光放电 阴极发光:通过电子轰击引起固体产生辐射的过程; 以上发光统称为非热辐射
7.2 经典辐射定律 一、热辐射、基尔霍夫定律 化学发光:在辐射过程中物质内部发生化学变化的; 比如:燃烧 光致发光:用外来的光或任何其他辐射不断地或预先 地照射物质而使之发光的;比如:荧光、磷光 场致发光:由电场作用引起辐射的过程; 比如:电弧放电、火花放电、辉光放电 阴极发光:通过电子轰击引起固体产生辐射的过程; 以上发光统称为非热辐射
物体处于一定温度的热平衡状态下的辐射 热辐射 把铁条插在炉火中,它会被烧得通红。在温度不太 高时,我们看不到它发光,却可感到它辐射出来的热 量,当温度这到500℃左右时,铁条开始发出可见的 光辉。随着温度的升高,不但光的强度逐渐增大,颜 色也由暗红转为橙红。以上是我们日常生活中熟知的 现象,它们反映了热辐射的一般特征,即随着温度的 升高:(1)辐射的总功率增大;(2)强度在光谱中 的分布由长波向短波转移。热辐射不一定需要高温, 实际上,任何温度的物体都能发出一定的热辐射,只 不过在低温下辐射不强,且其中包含的主要是波长较 长的红外线。用红外夜视仪侦查军事目标,就利用了 这个原理
物体处于一定温度的热平衡状态下的辐射 热辐射 把铁条插在炉火中,它会被烧得通红。在温度不太 高时,我们看不到它发光,却可感到它辐射出来的热 量,当温度这到500℃左右时,铁条开始发出可见的 光辉。随着温度的升高,不但光的强度逐渐增大,颜 色也由暗红转为橙红。以上是我们日常生活中熟知的 现象,它们反映了热辐射的一般特征,即随着温度的 升高:(1)辐射的总功率增大;(2)强度在光谱中 的分布由长波向短波转移。热辐射不一定需要高温, 实际上,任何温度的物体都能发出一定的热辐射,只 不过在低温下辐射不强,且其中包含的主要是波长较 长的红外线。用红外夜视仪侦查军事目标,就利用了 这个原理
为了定量描述辐射和它与物体之间发生各种能量转 移过程,下面我们将引入一系列物理量。辐射场中 频率和沿各个方向传播的磁波。最细致地描述辐射 场,需要用一个辐射能的分布函数f(vsr;t △Q △S 辐射场的描述
为了定量描述辐射和它与物体之间发生各种能量转 移过程,下面我们将引入一系列物理量。辐射场中 频率和沿各个方向传播的磁波。最细致地描述辐射 场,需要用一个辐射能的分布函数f(v,s,r,t)