设电离层中单位体积的自由电子数N和折射率np随高度连续变化N随高度的增加而增大,np随高度的增加而减小,现有
设电离层中单位体积的自由电子数N和折射率np随高度连续变化N随高度的增加而增大,np随高度的增加而减小,现有频率为ω的电磁波由折射率为na的空气以入射角θi入射到该电离层,且从电离层表面透入的电磁波穿过厚度m之后又返回空气,如图所示,电子的电荷和质量分别用e和m表示,试求厚度m处电子的数密度N(zm)。
设电离层中单位体积的自由电子数N和折射率np随高度连续变化N随高度的增加而增大,np随高度的增加而减小,现有频率为ω的电磁波由折射率为na的空气以入射角θi入射到该电离层,且从电离层表面透入的电磁波穿过厚度m之后又返回空气,如图所示,电子的电荷和质量分别用e和m表示,试求厚度m处电子的数密度N(zm)。
瑞利光学干涉系统中,干涉条纹的位移数△J与溶液和溶剂的折射率之差△之间有这样的关系:△J=△d/λ。式中:d是测定池中心部分的厚度,设其为1.20cm;λ是所用的光的波长,设其为546nm。那么一条干涉条纹的位移能够检定多大折射率的差?若此溶液的d/dc为0.2175dL/g(聚苯乙烯-甲乙酮,25℃的值),那么处理浓度差相当于多少?
光泵浦的激光器结构如图4.3(a)所示,激光工作物质的有关参数如下:A20=5×107s-1;A21=1×108s-1;τ1=20ns;总粒子数密度n=n0+n1+n2=1014cm-3。泵浦波长351nm处的发射截面为10-14cm2,能级2→能级1的跃迁具有均匀加宽线型,中心波长为535nm,线宽△v=1GHz。忽略泵浦光传输到腔内时的损失,并假设此系统处于稳态,折射率η=1,各能级的统计权重如图4.3(b)所示。试计算:
(1)能级2→能级1中心波长的发射截面; (2)能级2→能级1的阈值增益系数; (3)该激光器振荡在λ21=535nm时的单位面积的阈值泵浦光强(单位:W/cm2)。
工作物质的能级系统如下图(b)所示。单位体积中自基态能级0→能级2的激励速率是R2,能级1的寿命极短,以至于该能级的粒子数密度n1≈0,能级2的寿命是τ2。今有一宽为T(T>τ2),光强为I,频率与能级2-能级1跃迁中心频率相应的矩形脉冲光照射该工作物质。观察者用光探测器检测其侧荧光并用示波器记录荧光波形。入射光脉冲及荧光波形图如图(a)所示,S0与S1分别为无光照及有光照时的侧荧光达到稳态时的光强。