МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-1

Опорные конспекты лекций по дисциплине

Оптические методы и приборы

для научных исследований

Лектор: доц. Каф. Пр-1, к.Ф.- м.Н. Игорь Михайлович Колдаев.

Москва 2010

Введение

Дисциплина «Оптические методы и приборы для научных исследований» (ОМ и ПдНИ) служит связующим звеном между базовой подготовкой по предметам общей и прикладной физики и специальными дисциплинами проектирования оптико-электронных приборов. Учебная программа дисциплины составлена в соответствии с образовательным стандартом специальности 200203.

Рекомендуемая литература:

1. Оптико-электронные приборы для научных исследований.- Под ред. А.А.Новицкого. – М.: Машиностроение. – 1986. – 431 с.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, книга 1/ под ред. В.В. Клюева/ - М: Машиностроение,1986, 488 с.

3. Фриш С.Э. Оптические методы измерений – Л.: ЛГУ, 1979.

Дополнительная литература:

4. Харт Х., Введение в измерительную технику, - М: Мир, 1999, 391 с.

5. Попечителев Е.П., Кореневский Н.А., Электрофизиологическая и фотометрическая техника, - М: Высшая школа, 2002, 470 с.

6. Демтрёдер В., Лазерная спектроскопия, - М: Наука, 1985.

7. Основы аналитической химии: Учебник для вузов. В 2 кн. Кн.2. Методы анализа. /Ю.А.Золотов и др./ - М.: Высшая школа, 2002. – 494 с.

Тема 1. Введение. Пассивные фотометирические методы.

1. Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения

Объектом науки является объективная реальность, существующая независимо от наших представлений о ней. Объект науки познается через его свойства, которые удается определить исходя из современного уровня развития инструментов познания.

Анализируя и систематизируя свойства объекта, удается сформировать модели окружающего мира, которые и являются предметом науки. Научное исследование сводится к формированию модели объекта в рамках определенной предметной области. Оптические исследования используют параметры электромагнитного излучения оптического диапазона для получения информации об объекте.

1. Геометрическая модель определяет направление луча в пространстве: углы α_i, и высоты h_i – изменяются при переходе в другую среду в соответствии с законом преломления: n₂ Sinα₂ = n₁Sinα₁

2. Волновая модель определяет волновые свойства света. Плоская электромагнитная волна представляется в виде:

3. Квантовая модель света предполагает дискретность световой энергии E_ф = hν_ф . Эта энергия часто измеряется в электрон-вольтах [эВ]. Общую энергию можно определить как число фотонов, умноженное на энергию одного фотона: W = N_ф * hν_ф

М одели излучения

Волновая. Квантовая. Геометрическая.

E = E cos (ωt – kr + φ₀) E = hν = hω Луч: угол падения α

<E₀²> - амплитуда E – энергия 1-го кванта высота h

p – направление поляризации N – число квантов

ω – частота колебания N·E = W α h