6 (Билеты по теории)

Билет №6.

2) Поляризация света. Закон Малюса. Естественная анизотропия. Поляризационные приборы. Призма Николя.

При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая электромагнитного поля световой волны, поскольку именно она оказывает основное действие на электроны в атомах вещества.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества независимо излучающих атомов. Поэтому все ориентации вектора Е будут равновероятны. Такой свет называется естественным.

Поляризованным светом называется свет, в котором направления колебания вектора Е каким либо образом упорядочены. Частично-поляризованный свет – свет с преимущественным направлением колебаний вектора Е. Плоскополяризованный свет – свет в котором Е колеблется только в одной, проходящей через луч плоскости – плоскости поляризации.

Доля света прошедшая через поляризатор равна ½, а интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через первый поляризатор: I0 = Iест/2

Поставим на пути плоскополяризованного света второй поляризатор (анализатор) под углом ψ. Интенсивность I света, прошедшего через анализатор, меняется зависимости от угла ψ по закону Малюса: I = I0*(cos ψ)^2

=> интенсивность света, прошедшего через два поляризатора: I = (1/2)*Iест*(cos ψ)^2

Imax = (1/2)Iест, когда поляризаторы параллельны и Imin = 0, когда поляризаторы скрещены.

Оптической анизотропией называется зависимость оптических характеристик среды (показателя преломления, скорости распространения волны) от направления. Существует анизотропия двух видов: естественная и искусственная. Естественной анизотропией обладают кристаллические среды. Искусственная или наведенная анизотропия возникает в ранее изотропной среде под действием внешних воздействий, например, электрического поля, механических напряжений и т.п.

Явление двойного лучепреломления используется при изготовлении поляризационных приборов: поляризационных призм и поляроидов. В призме Николя две составляющие ее призмы склеены клеем с показателем преломления n_k, для которого выполнено соотношение n_e< n_k< n_o. При выполнении этого условия обыкновенный луч испытывает полное внутреннее отражение на границе раздела призма-клей и выводится из призмы.

3) Строение атомного ядра. Энергия связи, ядерные силы. Основные характеристики атомного ядра.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающих его электронов. Атомные ядра имеют размеры примерно 10^(-14) – 10^(-15) м. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Протон имеет положительный заряд, равный заряду электрона. Нейтрон – нейтральная частица. Протоны и нейтроны называются нуклонами. Общее число нуклонов называется массовым числом А. Z – зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером элемента. Т.к. атом нейтрален, то заряд ядра определяет и число электронов в атоме.

В ядре между нуклонами существует связь. Энергия, которую нужно затратить чтобы расщепить ядро называется энергией связи.

Между нуклонами действуют особые ядерные силы, которые значительно превышают силы отталкивания между протонами. Они относятся к классу сильных взаимодействий. Свойства: 1) они являются силами притяжения; 2) они короткодействующие (на расстояниях 10^(-15) м); 3) зарядовая независимость: силы, действующие между двумя протонами, или двумя нейтронами, или между протоном и нейтроном одинаковы по величине; 4) им свойственно насыщение: каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом нуклонов; 5) зависят от ориентации спинов взаимодействующих нуклонов; 6) не являются центральными (действующими по линии, соединяющей центры нуклонов)