10) Что называется длиной волны? Что называется фотопроводимостью?

Расстояние между соседними волновыми фронтаминазывается длиной волны λ.

Длина волныесть расстояние между частицами, колеблющимися с одинаковой фазой. Длина волны не зависит от координат и времени.

Длина волны

Если

с	фазовая скорость, или скорость распространения волны,	метр/секунда
f	частота, с которой колеблется каждая частица в волне,	Герц
T=1/f	период, продолжительность полного колебания частицы,	Секунда
λ	длина волны, расстояние между частицами, колеблющимися с одинаковой фазой,	Метр

то в соответствии с формулой равномерного поступательного движения

Формула 1 справедлива для всех волн, в том числе и электромагнитных.

ФОТОПРОВОДИМОСТЬ(фоторезистивный эффект) - изменение электропроводности среды, обусловленное действием электромагнитногоизлучения. Ярко выражена в полупроводниках и диэлектриках. Фотопроводимость. возникает из-за изменения либо концентрации носителейзаряда(концентрационная фотопроводимость.), либо их подвижности под действием излучения (см.Подвижность носителей заряда). В зависимости от механизма поглощения излучения различают Фотопроводимость собственную, примесную и внутризонную.

Собственная и примесная фотопроводимости. В основе собств. и примесной Ф. лежит внутр.фотоэффект, т. е. либо оптическая генерация пар электрон - дырка (при собственной Ф.), либо фотоотрыв носителя заряда от заряженного примесного центра (при примесной фотопроводимости). Генерируемые при внутреннем фотоэффекте свободные носители заряда наз. фотоносителями. Изменение удельной электропроводности однородногополупроводникапод действием излучения равно

где Δn, Δp- изменения концентраций электронов проводимости (п) и дырок (p), μ_n, μ_p-их подвижности. Величины Δn, Δp определяютсяквантовым выходом Yвнутреннего фотоэффекта, т. е. числом генерируемых электронно-дырочных пар (при собственной фотопроводимости) или числом генерируемых носителей (при примесной фотопроводимости) в расчёте на один поглощённый фотон, а также временем жизни фотоносителей (до их рекомбинации или захвата примесными центрами). Если фотопроводимость (собственная) определяется подвижными фотоносителями обоих знаков, её называют биполярной. В тех случаях, когда хотя и генерируются фотоносители обоих знаков, но фотоносители одного типа имеют ничтожные подвижность и время жизни, а также при примесной фотопроводимости, когда генерируются фотоносители только одного знака, фотопроводимость называется монополярной.

Так как импульс фотона, как правило, пренебрежимо мал по сравнению с импульсом электрона, требование одновременного выполнения законов сохранения энергии и импульса приводит к тому, что переходы электронов с участием только одного фотона оказываются возможными лишь между состояниями, в которых импульс электрона практически один и тот же ("прямые", или "вертикальные", переходы). Однако этот запрет может нарушаться за счёт взаимодействия электронов или дырок с фононами. Последнее приводит к "непрямым" переходам с изменением как энергии, так и импульса электрона и испусканием или поглощением фонона. Исследования зависимости фотопроводимости от энергии фотоновhν позволяют по их минимальной энергии, ещё вызывающей фотопроводимость, определять энергетические щели между уровнями или зонами.

•11•Чему равен характерный размер длины волны рентгеновского спектра?

Рентгеновское излучение — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10⁻² до 10² Å (от 10⁻¹² до 10⁻⁸ м). Энергетические диапазоны рентгеновского излучения и гамма-излучения перекрываются в широкой области энергий. Оба типа излучения являются электромагнитным излучением и при одинаковой энергии фотонов - эквивалентны. Терминологическое различие лежит в способе возникновения - рентгеновские лучи испускаются при участии электронов (либо связанных в атомах, либо свободных), в то время как гамма-излучение испускается в процессах девозбуждения атомных ядер. Фотоны рентгеновского излучения имеют энергию от 100эВ до 250 кэВ, что соответствует излучению с частотой от 3·10¹⁶ до 6·10¹⁹ Гц и длиной волны 0,005 - 10 нм(общепризнанного определения нижней границы диапазона рентгеновских лучей в шкале длин волн не существует). Мягкое рентгеновское излучение характеризуется наименьшей энергией фотона и частотой излучения (и наибольшей длиной волны), а жёсткое рентгеновское излучение обладает наибольшей энергией фотона и частотой излучения (и наименьшей длиной волны). Жёсткое рентгеновское излучение используется преимущественно в промышленных целях. Можно написать пример применения, например медицина - рентгеновский снимок.

•12• Какое излучение приводит к запаху озона, образованию сильных ожогов и ослеплению?

Ультрафиолетовое излучение приводит к запаху озона при горении кварцевых ламп в физиотерапевтическом кабинете, образованию сильных ожогов при продолжительном нахождении под солнцем, также к ослеплению, например если смотреть долго на электрическую дугу без специальных темных очков.

Ультрафиолетовое излучение (ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение) — электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400нм (7,5·10¹⁴—3·10¹⁶ Гц). Термин происходит от лат.ultra — сверх, за пределами и фиолетовый. В разговорной речи может использоваться также наименование «ультрафиолет». После того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета. В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по-разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также актиническим излучением. Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Мачедонио Меллони и др.

Действие на кожу

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам. Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи,меланомукожи и преждевременное старение.

Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам. В клинической офтальмологической практике основным видом поражения глаз ультрафиолетом является ожог роговицы (электроофтальмия).

•13•В каком диапазоне частот находится видимый свет? Какому цвету соответствует наибольшая длина волны?

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Чувствительность человеческого глаза к электромагнитному излучению зависит от длины волны (частоты) излучения, при этом максимум чувствительности приходится на 555нм, в зелёной части спектра. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380 - 400 нм (750 - 790 ТГц), а в качестве длинноволновой 760 -780 нм (385 - 395 ТГц). Диапазон длин волн видимого свет равен 380 - 780 нм. В частотном диапазоне, видимый свет занимает следующий диапазон частот (385 – 790 ТГц). Самая длинная волна видимого света принадлежит красному цвету625 - 740 нм (385 - 480 ТГц). Следующим принято называть оранжевый цвет, диапазон длин волн которого равен 590 - 625 нм (480 – 510 ТГц). Далее, будут указаны цвета, с уменьшением длин волн и увеличением частоты. Желтый цвет 565 - 590 нм (510 – 530 ТГц). Зеленый 500 - 565 нм (530 – 600 ТГц). Голубой 485 - 500 нм (600 – 620 ТГц). Синий 440 - 485 нм (620 – 680 ТГц). Фиолетовый 380 - 440 нм (680 – 790 ТГц).

КАЖДЫЙ ОХОТНИК ЖЕЛАЕТ ЗНАТЬ ГДЕ СИДИТ ФАЗАН.

•14•Свет какого цвета обладает наименьшим показателем преломления при переходе из воздуха в стекло? Показатель преломления кремния, арсенида галлия, двуокись кремния.

Показатель преломления стекла, из которого сделана призма, зависит от длины волны света и уменьшается с ростом длины волны от 380 нм до 780 нм, поэтому призма по-разному отклоняет свет разных длин волн.

По закону преломления Снеллиуса синус угла преломления равен синусу угла падения, деленному на показатель преломления. И чем больше показатель преломления, тем меньше угол преломления, таким образом, больше всего отклоняются фиолетовые лучи, меньше всего – красные.  Если   n=и   ν_к<ν_ф,   следовательно,   n_ф > n_к. Именно поэтому призма разлагает свет. Скорость распространения фиолетового цвета быстрее, чем красного, именно поэтому наименьший показатель преломления при переходе из воздуха в стекло наблюдается у красного цвета.

Абсолютный показатель преломления (АПП) является одной из важнейших характеристик среды распространения электромагнитной волны и может быть представлен в виде

где λ₀— длина волны в вакууме; λ — длина волны в диэлектрике; ε— относительные диэлектрическая и μ - магнитная проницаемость диэлектрика. Существенной особенностью АПП является его зависимость от длины волны. Для беспримесной двуокиси кремния (SiO₂) используемой для изготовления стекловолокон, указанная зависимость имеет вид, показанный на рис. справа.

Показатель преломления для кремния равен 3,44

Показатель преломления для арсенида галлия = 3,62

•15•Какое явление лежит в основе просветления оптики?

Явление интерференции лежит в основе просветления оптики.

Просветление оптики — это нанесение на поверхность линз, граничащих своздухом, тончайшейплёнкиили нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропусканияоптической системы.

Показатель преломлениятаких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз(не всегда).

Просветляющие плёнки уменьшают отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения. Просветлённый объектив требует бережного обращения, так как плёнки, нанесенные на поверхность линз, легко повредить. Кроме того, тончайшие плёнки загрязнений (жир, масло) на поверхности просветляющего покрытия нарушают его работу и резко увеличивают отражение света от загрязненной поверхности. Следует помнить, что следы пальцев со временем разрушают просветляющее покрытие.

По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим (напыление в вакууме) и химическим (травление). Травление применяли на заре эпохи просветления.

Показатель преломления n и толщина пленки h подбираются так, чтобы суммарная интенсивность светового потока, отраженного от поверхности пленки и стекла вследствие интерференции света, была равна нулю.

При просветлении оптики применяются многослойные пленки, рассчитанные на то, чтобы уничтожить отражение большей части света и впустить в оптическую систему лучи, к которым человеческий глаз особенно чувствителен. Вне этого условия остается, главным образом, фиолетовая часть спектра, почему входные линзы просветленных оптических приборов в отраженном свете и кажутся фиолетовыми.

•16•Перечислите фотовольтаические эффекты и объясните их суть.