Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ВОЛН § 149. Способы исследования электромагнитных волн раз- личной длины. Электромагнитные волны, применяемые в ра- диотехнике, имеют длину от нескольких километров до несколь- ких сантиметров. Электромагнитные же волны, представляющие собой свет, характеризуются длиной волны в несколько десятых микрометра. Это простое сопоставление показывает, что к о л и- ч е с т в е н н о е р а з л и ч и е в длине волны приводит к глубо- кому к а ч е с т в е н н о м у р а з л и ч и ю во многих свойствах и особенностях электромагнитных волн. Возникает важная за- дача ближе ознакомиться со свойствами электромагнитных волн разной длины. Для разделения волн различной длины обычно применяют какой-либо способ разложения сложного излучения в с п е к т р. В случае видимого света для этой цели можно вос- пользоваться дифракционной решеткой (см. § 136) или призмой (см. § 86). Рассматривая полученный на экране спектр, мы убеждаемся в возможности по цвету различать глазом волны различной длины. Однако, как уже неоднократно указывалось, глаз вос- принимает только те электромагнитные волны, длина которых лежит в пределах (приблизительно) от 400 до 760 нм. Границы эти, конечно, довольно неопределенны, и отдельные наблюдатели способны «видеть» волны и несколько более короткие (пример- но до 370 нм) и несколько более длинные (около 800 нм). Необходимо поэтому найти более общий способ обнаружения электромагнитных волн, чем наблюдение при помощи глаза. Так как распространяющаяся электромагнитная волна лю- бой длины несет энергию, то таким более общим способом мо- жет явиться измерение энергии волны. Наиболее удобный для этой цели прием заключается в превращении электромагнитной энергии волны во внутреннюю энергию вещества, возрастание которой сопровождается нагреванием тела. Нагревание тел об- наруживается очень хорошо при помощи чувствительных тер- мометров, например термоэлементов (см. т. II, § 83). Частичное превращение энергии электромагнитных волн во внутреннюю
Гл. XVII. Шкала электромагнитных волн 375
энергию происходит всякий раз, когда эти волны падают на какое-либо вещество и более или менее сильно поглощаются им. Опыт обнаружил, что некоторые черные вещества, например сажа, практически п о л н о с т ь ю поглощают энергию, приноси- мую световыми волнами р а з л и ч н о й длины. Именно поэтому они и представляются ч е р н ы м и, т. е. не отражающими свет. Покрыв налетом сажи чувствительную часть термоэлемента, можно, передвигая его по спектру, изучать электромагнитные волны в широком интервале длин волн. На рис. 297 изобра- жено расположение элементов оптической системы, пригодное для указанной цели. Измерив нагревание термоэлемента, мож- но вычислить энергию, приходящуюся на соответствующую об- ласть спектра, т. е. судить о распределении энергии по спек- тру. Такие энергетические измерения дают результаты, отличные Рис. 297. Схема опыта по исследованию распределения энергии в спек- тре: 1, 2, 3, 4 — части спектрального аппарата, дающего спектр источника в плоскости 5, 6 — термоэлемент, могущий перемещаться вдоль спектра, 7 — гальванометр, Ф — фиолетовая граница спектра, Кр — красная граница спектра от заключений, которые делает глаз. Действительно, человеку, воспринимающему свет глазом, желтая или зеленая часть спек- тра света дугового фонаря кажется гораздо ярче, чем красная, тогда как термоэлемент обнаруживает в красной части боль- шее нагревание. Причина лежит в особенностях глаза, чув- ствительность которого к разным цветам различна (см. § 68) и который поэтому не дает правильных показаний относительно распределения энергии по спектру. Термоэлемент же — вполне
376 Гл. XVII. Шкала электромагнитных волн «беспристрастный» прибор, ибо для всех длин волн он дает возможность судить о внутренней энергии, в которую переходит энергия света при поглощении. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|