fizika_wpori (Шпаргалка к экзамену), страница 5

Закон Малюса. Пусть на поляризаторпадает плоскополяризованный свет амплитуды А0и интенсивности I0. Сквозь прибор пройдетсоставляющая колебаний с амплитудойA = A0 cos ϕ , где ϕ -- угол между пл-тьюколебаний падающего света и пл-тьюполяризатора.Следовательно,интенсивность прошедшего света I определяется22выражением I = I 0 cos ϕ , где cos ϕ -- доляинтенсивности, которую несет с собой колебание,параллельное пл-ти поляризатора29. Двойное лучепреломление. Всекристаллы (кроме кристаллов кубическойсистемы, которые оптически изотропны),обладают способностью двойноголучепреломления, т.е. раздваивания каждогопадающего на них светового пучка.Если на тольстый кристалл исландского шпатанаправить узкий пучок света, то из кристаллавыйдут да пространственно разделенных луча,параллельных друг другу и падающему лучу.Даже в том случае, когда первичный пучокпадает на кристалл нормально, преломленный33.

Вращение пл-ти поляризации. 1.Естественное вращение. Некоторые в-ва,называемые оптически активными, обладаютспособностью вызывать вращение пл-типоляризации проходящего через нихплоскополяризованного света. К числу такихвещ-в относятся кристаллические тела (напр.,кварц), чистые жидкости (никотин) и растворыоптически активных вещ-в в неактивныхрастворителях (водные р-ры сахара).Кристаллические в-ва сильнее всего вращают плть поляризации в случае, когда светраспространяется вдоль оптической осикристалла.

Угол поворота ϕ пропорционаленпути A , пройденному лучом в кристаллеϕ = αA . Коэф-т α называют постояннойвращения. Эта постоянная зависит от длиныволны (дисперсия вращательной способности). Врастворах угол поворота пл-ти поляризациипропорционален пути света в растворе A и[ ]концентрации активного в-ва с: ϕ = α cA , где[α ] -- удельная постоянная вращения.Направление вращения (относительно луча) н.з.от направления луча, поэтому, если лучпрошедший через оптически активный кристаллвдоль оптической оси, отразить зеркалом изаставить пройти через кристалл еще раз вобратном направлении, то восстанавливаетсяпервоначальное положение пл-ти поляризации.32.

Волновые и полуволновые пластинки.Рассмотрим крист пластинку, вырезаннуюпараллельно оптической оси. При падении натакую пластинку плоскополяризованного света,обыкновенный и необыкновенный лучи оказы34. Эффект Керра. Оптически изотропные вва становятся оптически анизотропными поддействием 1) одностороннего сжатия илирастяжения. 2) Электрического поля (эффектКерра). 3) Магнитного поля (жидкости). Вперечисленных случаях вещество в-воприобретает свойства одноосного кристалл. Нарисунке приведена установка для наблюденияэффекта Керра в жидкостях. Ячейка Керра –кювета с жидкостью (например, нитробензолом),в которую введены пластины конденсатора,помещается между скрещенным поляризатором Ри анализатором А. При отсутствии эл.

поля светчерез систему не проходит.При наложении электрического поля жидкостьстановится двоякопреломляющей; при измененииразности потенциалов между электродамименяется степень анизотропии в-ва, аследовательно и интенсивность света,прошедшего через анализатор. На пути A междуобыкновенными и необыкновенными лучамивозникнет оптическая разность ходаΔ = A(n0 − ne ) = kAE 2 ,(k – постоянные,характеризующие в-во, Е – напряженность эл.поля) или соответственно разность фазϕ = 2πΔ / λ = 2πBAE 2 , где B = k / λ -постоянная Керра. Эффект Керра –возникновение двойного лучепреломления вжидкостях и аморфных твердых телах подвоздействием электрического поля.ваются некогерентными (т.к. колебания каждогоцуга разделяются между обыкновенным инеобыкновенным лучами в одинаковойпропорции (зависящей от ориентации оптическойоси пластинки относительно пл-ти колебаний впадающем луче)). На входе в пласт-ку.

разностьфаз δ этих лучей равна 0, на выходе из нееδ =Δλ02π =( n0 − ne )λ02π , где n0 , ne --показатели преломления обыкновенного инеобыкновенного лучей (n=c/V). Вырезанная дляпараллельной оси пластинка, для которой(n0 − ne )d = mλ0 + λ0 / 4 , (где m = 0,1,2,…),называется пластинкой в четверть волны. Припрохождении через такую пластинкуобыкновенный и необыкновенный лучиприобретают разность фаз, равную π /2(разность фаз определяется с точностью до2 π m).

Пластинка, для которой(n0 − ne )d = mλ0 + λ0 / 2 , называетсяпластинкой в полволны.36. Испускательная и поглощательнаяспособность. Спектральной хар-кой тепловогоизлучения тела служит спектральная плотностьэнергетической светимости (испускательнаяспособность), равная Rν ,T =dWизл, гдеdνdWизл -- энергия электромагнитного излучения,испускаемого за единицу времени с единицыплощади поверхности тела в интервале частот отν до ν + dν .

Спектральная плотностьэнергетической светимости численно равнамощности излучения с единицы площади пов-тиэтого тела в интервале частот единичнойширины. Единицей измерения являетсяДж /( м 2с)Спектральной хар-кой поглощенияэлектромагнитных волн телом служитспектральная поглощательная способность(поглощательная способность). Aν ,T =dWпогл.dWОн показывает, какая доля энергии dWпадающего на пов-ть тела эл. магн излучения счастотами от ν до ν + dν поглощается телом.Эта величина – безразмернаяЕсли через пластинку в полволны пропуститьплоскополяризованный свет: пластинка вполволны поворачивает пл-ть колебанийпрошедшего через нее света на угол 2 ϕ ( ϕ -угол между пл-тью колебаний в падающем луче иосью пластинки). Если пропуститьплоскополяризованный свет через пластинку вчетверть волны: если расположить пластинку так,чтобы угол ϕ между пл-тью колебаний Р впадающем луче и осью пластинки О равнятьсяπ / 4 , амплитуды обоих лучей, вышедших изпластинки, будут одинаковы.

Свет вышедший изпластинки, будет поляризован по кругу. Приином значение угла ϕ амплитуды вышедших изпластинки лучей будут неодинаковыми. Поэтомупри наложении эти лучи образуют свет,поляризованный по эллипсу, одна из осейкоторого совпадает с осью пластинки О.пучок разделяется на два, причем один из нихявляется продолжением первичного, а второйотклоняется. Второй из этих лучей получилназвание необыкновенного (е), а первыйобыкновенного (о).

В кристалле исландскогошпата имеется единственное направление, вдолькоторого двойное лучепреломление ненаблюдается. Направление в оптическианизотропном кристалле, по которому луч светараспространяется, не испытывая двойноголучепреломления, наз-ся оптической осьюкристалла. В данном случае, речь идет именно онаправлении, а не о прямой линии, проходящейчерез какую-то точку кристалла. Кристаллы, взавис-ти от их типа бывают одно- и двухосные.,т.е.

имеют одну или две оптические оси30. Поляризационный прибор.Поляризатором называется устройство,поглощающее свет, поляризованный в одной плти, но пропускающее свет, поляризованный вперпендикулярной пл-ти. Плоскость поляризациипрошедшего света наз-ют пл-тью пропусканияполяризатора. Если линейно поляризованныйсвет интенсивностью I0 пропустить черезполяризатор, пл-ть пропускания которогосоставляет угол ϕ с пл-тью колебаний световойволны, то интенсивность прошедшей волны будетсоставлять I = I 0 cos ϕ (закон Малюса).Объясняется это тем, что линейнополяризованный свет с амплитудой А0представляет собой сумму двух линейнополяризованных волн: волна, поляризованная впл-ти пропускания (ее амплитуда = A0 cos ϕ ),пов-ти металла) получается эллиптическийполяризованный свет).

В отраженном лучепреобладают колебания, перпендикулярные кплоскости падения (на рис. эти колебанияобозначены точками), в преломленном луче –колебания, параллельные плоскости падения (нарусунке они изображены двустороннимистрелками). Степень поляризации зависимость отугла падения. Обозначим через θ Бр угол,удовлетворяющий условию tgθ Бр = n12 , гдеn12 -- показатель преломления второй средыпреломления относительно первой. При углепадения θ1 равном θ Бр , отраженный лучполностью поляризован (он содержит толькоколебания, перпендикулярные к пл-ти падения).Степень поляризации преломленного луча приугле падения, равном θ Бр , достигаетнаибольшего значения, однако этот луч остаетсяполяризованным только частично.

tgθ Бр = n12 -закон Брюстера, а угол θ Бр называют угломБрюстера.Легко убедиться в том, что при падении света подуглом Брюстера отраженный и преломленныйлучи взаимно перпендикулярны. Степеньполяризации отраженного и преломленного лучейпри различных углах падения можно получить спомощью формул Френеля. Эти ф-лы вытекаютиз условий, налагаемых на электромагнитноеполе на границе поле на границе двухдиэлектриков.пройдет черех поляризатор без изменений, авторая волна будет поглощена.35. Тепловое излучение. Тела, нагреты додостаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обусловленное нагреванием, называетсятепловым излучением. Тепловое излучение является самым распространенным в природе, совершается за счет энерги теплового движения атомови молекул в-ва (т.е.