· Скорость света в среде
где с – скорость света в вакууме;
n – показатель преломления среды (абсолютный).
· Оптическая длина пути, проходимого световым лучом в однородной среде с показателем преломления n
,
где l – геометрическая длина пути световой волны.
· Оптическая разность хода двух световых волн (лучей)
.
· Условие максимального усиления света при интерференции (интерференционный максимум)
(k =0,1,2,3,…),
где λ0 – длина световой волны в вакууме.
Условие максимального ослабления света (интерференционный минимум)
(k =0,1,2,3,…).
· Оптическая разность хода световых лучей отражённых от двух поверхностей тонкой пластинки (плёнки), по обе стороны которой находятся одинаковые среды
,
или ,
где d – толщина пластинки (плёнки);
n – показатель преломления (абсолютный) вещества пластинки;
i 1 – угол падения;
i 2 – угол преломления света в плёнке.
· Радиусы тёмных колец Ньютона в отражённом свете
(k =0,1,2,3,…).
Радиусы светлых колец Ньютона в отражённом свете
(k =0,1,2,3,…).
где k – порядковый номер кольца (k = 0 соответствует центральному тёмному пятну);
R – радиус кривизны линзы;
l – длина световой волны в среде между линзой и пластинкой.
· Условия дифракционных максимумов и минимумов от одной щели
(k =1,2,3…);
(k =1,2,3…),
где а – ширина щели;
k – порядковый номер;
j – угол дифракции.
· Условие главных максимумов дифракционной решётки
(k =1,2,3…),
где d – постоянная (период) дифракционной решётки,
j – угол дифракции.
· Разрешающая способность (сила) дифракционной решётки
,
где D l – наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий (l и l +D l), при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решетки;
N – полное число щелей решётки;
k – порядок спектра.
· Формула Вульфа – Брэггов
(k =1,2,3…),
где θ – угол скольжения (угол между направлением параллельного пучка рентгеновского излучения, падающего на кристалл, и атомной плоскостью в кристалле);
d – расстояние между атомными плоскостями кристалла.
· Степень поляризации света
,
где I max и I min – максимальная и минимальная интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным направлениям световых колебаний в луче.
· Закон Брюстера
tg iB = ,
где i – угол падения, при котором отразившийся от границы раздела двух диэлектриков луч полностью поляризован;
n 21 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
· Закон Малюса
,
где I 0 – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;
I – интенсивность этого света после анализатора;
α – угол между главными плоскостями поляризации (пропускания) поляризатора и анализатора.
· Угол вращения (поворота) плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:
а) (в кристаллах твердых тел),
где α – постоянная вращения;
d – длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;
б) (в растворах),
где [ α ] – удельное вращение;
С – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.
· Закон Стефана – Больцмана
где Re – энергетическая светимость (излучательность) абсолютно чёрного тела;
s – постоянная Стефана – Больцмана;
T – термодинамическая температура Кельвина.
Если излучаемое тело не является абсолютно чёрным (серое тело), то
где α т – коэффициент поглощения (коэффициент излучения) серого тела. Эта величина, равная отношению потока излучения , поглощённого данным телом, к потоку излучения , падающего на это тело:
,
зависит от природы тела и его температуры.
Поток излучения есть энергия, испускаемая телом в единицу времени. (, где S – площадь поверхности излучателя).
· Закон смещения Вина:
,
где λmax – длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения;
b = 2,9·10-3 м·К – постоянная смещения Вина.
· Второй закон Вина: максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела пропорционально пятой степени абсолютной температуры
,
где С = 1,29×10-5 – постоянная Вина.
· Формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, нагретого до абсолютной температуры Т
,
или ,
где h =6,63×10-34 Дж×с – постоянная Планка,
с =3×108 м/с – скорость света в вакууме,
e – основание натуральных логарифмов,
k =1,38×10-23 Дж/K – постоянная Больцмана.
· Энергия фотона
, или ћ ω,
где ћ – постоянная Планка;
n – частота фотона;
w=2 pn – циклическая частота.
· Масса фотона
,
где с – скорость света в вакууме;
λ – длина волны фотона.
· Импульс фотона
.
· Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
,
где hv – энергия фотона, падающего на поверхность металла;
А – работа выхода электрона;
Т – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.
· Красная граница фотоэффекта
, или ,
где – минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект;
– максимальная длина волны света, начиная с которой фотоэффект прекращается.
· Давление света при нормальном падении на поверхность
,
где Ее – энергетическая освещенность (облученность) поверхности;
w – объемная плотность энергии излучения;
с – скорость света в вакууме;
r – коэффициент отражения.
· Изменение длины волны при эффекте Комптона
,
где λ 1 – длина волны падающего фотона;
λ 2 – длина волны рассеянного фотона;
θ – угол рассеяния фотона после столкновения с частицей;
m0 – масса покоящейся частицы.
Величина называется комптоновской длиной волны. При рассеянии на электроне L = 2,43×10-12 м.