1. Условия возникновения тока. Эдс источника тока. Напряжение. Условия

• Название: 1. Условия возникновения тока. Эдс источника тока. Напряжение. Условия
• Дата: 17.06.2019
• Размер: 0.97 Mb.
• Имя файла: PhysX (3).docx
• Тип: Документы; #82086
• страница: 4 из 6

36. Поляризация света. Закон Брюстера.

37. Получение поляризованного света при двойном лучепреломлении.

38. Анализ поляризованного света. Оптически активные среды. Искусственная оптическая анизотропия.

Анализ поляризованного света.
Приборы, служащие для исследования поляризованного света, называются анализаторами. В качестве анализаторов используются те же устройства, что и устройства для получения плоско-поляризованного света (призма Николя, поляроиды, стеклянная стопа, турмалин и т.д.)


Рассмотрим прохождение света через систему поляризатор анализатор. Пусть на поляризатор П падает естественный луч интенсивностьюI.Из поляризатора, как было сказано ранее, выйдет плоскополяризованный свет с интенсивностью




Для исследования этого луча ставим на его пути анализатор А (Если плоскости пропусканияполяризатора и ана­лизатора параллельны друг другу, то свет, выходящий из поляризато­ра, полностью проходит через анализатор; если плоскости про­пускания анализатора перпендикулярны плоскостям пропускания поляри­затора (Пи А скрещены), то свет через эту систему не пройдет.)
На входе в анализатор этот свет разложится на две волны, поляризованные соот­ветственно в плоскости пропускания анализатора –и в перпендикулярной ей плоскости – .Амплитуды векторовисоответственно равны:

;
Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амп­литуды вектора ||,то интенсивность света, прошедшего соответственно через анализатор и поляризатор, запишется так(Ета самое важное)):

;

Соотношение носит название закона Малюса: интенсивность света, прошедшего через анализатор I_A, равна интенсивности света, прошедшего через поляризатор I_П, умножен­ной на квадрат косинуса угла α между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора.
Оптически активные вещества — среды, обладающие естественной оптической активностью. Оптическая активность — это способность среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света). Метод исследования оптической активности — поляриметрия.
Искуственная оптическая анизотропия (соре, что так много, ничего не поделать)
Оптически изотропное прозрачное вещество становится анизотропным, если его подвергнуть механической деформации. Это явление называется фотоупругостью.

При односторонней деформации изотропного тела вдоль оси, оно приобретает оптические свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого параллельна исходной оси.
Разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей пропорциональна нормальному напряжению σ
n₀-n_е=к*σ
Закон Керра (и такой же эффект) - ета кагда возникает оптическая неоднородность при помещении тела во внешнее электрическое поле (при этом его оптическая ось совпадает с вектором напряженности).
-------- - длина волны в вакууме, Вв - постоянна Керра
Эффект Коттона-Мутона - соответственно возникновение оптической анизотропии при помещении в сильное магнитное поле. (Ось совпадает с вектором напряженности Н м.поля)

ФУУУУХ
39. Тепловое излучение. Количественные характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Правило Прево. Закон Кирхгофа. Формула Рэлея-Джинса. Недостатки классической теории излучения. Формула Планка.
Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела.
Количественные характеристики теплового излучения:
Энергетическая светимость тела - физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.
Спектральная плотность энергетической светимости -

функция частоты и температуры, характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).

Или через длину волны ,

а еще они связаны



Поглощающая способность тела - функция частоты и температуры, показывающая, какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, поглощается телом в области частот dw вблизи w


dФ’ - поток энергии, поглощающейся телом

dФ - поток энергии, падающий на тело в области dw вблизи w
Отражающая способность тела - функция частоты и температуры, показывающая, какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, отражается от него в области частот dw вблизи w



(dФ” и dФ аналогично)
Объемная плотность энергии излучения - Uт функция температуры, численно равная энергии электромагнитного излучения в единицу объёма по всему спектру частот


Спектральная плотность энергии - функция частоты и температуры, связанная с объёмной плотностью излучения формулой:



- для абсолютно черного тела
Абсолютно черное тело - это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение

- для абсолютного черного тела
Правило Прево - Если два тела поглощают разные энергии, то и излучение, испускаемое этими телами, тоже должно быть различным. (дурацкое объяснение, корочи, поглощаемая энергия равна излучаемой)
Wпогл=Wизл
dWпогл=dWизл


Закон Кирхгофа - Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.
Ф-ла Рэлея-Джинса -





Ф-ла Планка

Планк сделал предположение, совершенно чуж­дое классическим представлениям, а именно, допустить, что элек­тромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергии (квантов), величина которых пропорциональна частоте из­лучения v:
ε = hυ. Коэффициент пропорциональности h получил название посто­янной Планка: h = 6,6261 • 10^-34 Дж- с.
Согласно соотношению ω = 2πv энергию кванта можно записать в виде: ε=ћυ где ћ=h/2π.
Руководствуясь представлениями о квантовом излучении АЧТ, он получил уравнение для спектральной плотности энергетической светимости АЧТ:


Недостатки теории излучения



Зависимость испускательной способности абсолютно чёрного тела от длины волны для разных температур (выделены цветом) и её вид, исходя из классических рассуждений Релея и Джинса (черный цвет)
Попытка описать излучение абсолютно чёрного тела исходя из классических принципов термодинамики и электродинамики приводит к закону Рэлея — Джинса
Эта формула предполагает квадратичное возрастание спектральной плотности излучения в зависимости от его частоты.
На практике такой закон означал бы невозможность термодинамического равновесия между веществом и излучением, поскольку согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию излучения коротковолновой области спектра, хотя в опытах она уменьшалась к нулю. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой катастрофой. Тем не менее закон излучения Рэлея — Джинса справедлив для длинноволновой области спектра и адекватно описывает характер излучения.
Представленные законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина не позволяли теоретически найти уравнения распределения спектральной плотности энергетической светимости по длинам волн. Труды Релея и Джинса , в которых ученые исследовали спектральный состав излучения АЧТ на основе законов классической физики, привели к принципиальным трудностям, названных ультрафиолетовой катастрофой. Эти результаты противоречили закону сохранения энергии.


А потом приходит Планк и предполагает, что энергия излучается квантами.

40. Тепловое излучение. Законы Стефана-Больцмана, Вина.

1. 
   Энергетическая светимость абсолютно черного тела про­порциональна четвертой степени температуры Т.
   

Константу σ называют постоянной Стефана-Больцмана. Ее экс­периментальное значение равно σ = 5,67 • 10^-8Вт / (м² К⁴).
2. Длина волны, на которую приходится максимальная спек­тральная плотность энергетической светимости абсолютно чер­ного тела, обратно пропорциональна температуре Т.



Экспериментальное значение константы b = 2,898 • 10^-3 м • К. (константа Вина)
41. Пирометрия. Понятие о радиационной, цветовой и яркостной температурах.
Пирометрия – общее название для совокупности методов измерения температуры тела бесконтактным способом.
Радиационная температура Т_р - это температура абсолютно чёрного тела, при которой его энергетическая светимость R равна энергетической светимости R_m данного тела в широком диапазоне длин волн.
Если же измерить мощность, излучаемую некоторым телом с единицы поверхности в достаточно широком интервале волн и ее величину сопоставить с энергетической светимостью абсолютно черного тела, то можно, используя формулу (11), вычислить температуру этого тела, как

Цветовая температура Т_ц - это температура абсолютно чёрного тела, при которой относительные распределения спектральной плотности энергетической светимости абсолютно чёрного тела и рассматриваемого тела максимально близки в видимой области спектра.
Для определения температуры серого(потому что в данном случае спектральная плотность энергетической светимости серых тел равна той же для черных тел) тела достаточно измерить мощность I(λ,Т), излучаемую единицей поверхности тела в достаточно узком спектральном интервале (пропорциональную r(λ,Т)), для двух различных волн. Отношение I(λ,Т) для двух длин волн равно отношению зависимостей f(λ,Т) для этих волн, вид которых дается формулой (5):


Яркостной температурой Т_я некоторого тела называется температура абсолютно чёрного тела, при которой его спектральная плотность энергетической светимости r(λ,T) для какой либо определённой длины волны равна спектральной плотности энергетической светимости r_Т(λ,Т) данного тела для той же длины волны.
Пусть мы в результате измерений получили равенство яркостей нити пирометра и исследуемого объекта и по графику определили температуру нити пирометра Т₁. Тогда, на основании формулы (3) можно записать:
f (λ,T₁) α₁(λ,T₁) = f (λ ,T₂) α₂( λ, T₂ )
где α₁(λ,T₁) и α₂(λ,T₂) коэффициенты монохроматического поглощения материала нити пирометра и исследуемого объекта соответственно;

T₁ и T₂ – температуры нити пирометра и объекта.

42. Квантовая гипотеза и формула Планка. Масса и импульс фотона. Квантовая теория излучения и поглощения. Поглощение, спонтанное и вынужденное излучения. Лазеры и их применение.************
// (ЭТУ ТЕМУ НУЖНО УТОЧНИТЬ У ФИЗИКА)
Гипо́теза Пла́нка — гипотеза, выдвинутая 14 декабря 1900 года Максом Планком и заключающаяся в том, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию пропорциональную частоте излучения:





На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка.


Масса и импульс фотона (На самом деле, это всё можно вывести, зная гипотезу Планка)




Поглощением света называют ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии.



k_x - монохроматический натуральный показатель поглощения.
Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний) гласит: атомная система может находится только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E_n. В стационарных состояниях атом не излучает.
Второй постулат Бора (правило частот) формулируется следующим образом: при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией E_n в другое стационарное состояние с энергией E_m излучается или поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

(квантовый переход)