Оптика. Учение о свете. Квантовые свойства света. Способы получения когерентных волн. Поляризация света, страница 3

При определенном угле падения отраженные и преломленные лучи максимально поляризованы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Открыто Брюстером.

- относительный показатель преломления. .

2. Явление двойного лучепреломления. Рис.13.

Появление необыкновенного луча является следствием анизотропии кристалла: зависимости показателя преломления кристалла от направления распространения луча в кристалле.

Таким свойством обладают прозрачные кристаллы некубической системы (турмалин, кварц).

Оба луча оказываются поляризованными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Явление двойного лучепреломления используется в приборах – призма Никлоя.

h0>hб. При этом имеет место полное внутреннее отражение..

Фотоэффект.

Вырывание светом электронов из вещества.

Рассматривается с позиции квантовой теории света, согласно которой свет испускается, распространяется и поглощается отдельными порциями- квантами (фотонами). Энергия фотона .

По закону сохранения энергии:

- уравнение Эйнштейна для фотоэффекта; -работа выхода электрона из металла; -кинетическая энергия вылетевшего электрона.

Следствия:

1. зависит только от энергии падающего фотона (когда V<<C).

2. Количество вылетевших электронов зависит от интенсивности падающего света, т.к. каждый электрон вылетает, поглотив энергию одного фотона.

3. Если , то  фигня. Граничные условия для фотоэффекта .  Иначе фотоэффект не произойдет.

Значение , вытекающее из этого уравнения соответствует наибольшему значению , при котором возможен фотоэффект. Поэтому это значение есть граничное значение (красная граница) фотоэффекта. Т.к. наибольшее значение  в спектре излучения света (видимой части) соответсвтует красному, то это граничное значение  получило название красной границы фотоэффекта.

Все названные следствия есть теоретическое объяснение экспериментальных значений Столетова.

Тепловое излучение.

Излучение происходит порциями.

Имеет место при любой температуре, отличной от температуры абсолютного нуля.

В спектре излучения нагретого тела наблюдаются практически все длины волн, но максимум излучения приходится в каждом отдельном случае на определенный диапазон длин волн.

Характеристики ТИ.

1. R_T- энергетическая светимость.Энергия, излучаемая с единицы поверхности  во времени во всем диапазоне длин волн.

- интегральная характеристика.

2. - испускательная способность (спектральная плоскость энергетической светимости).Энергия, излучаемая с единицы поверхности  во времени в узком (единичном) диапазоне длин волн (в определенной области спектра).

- дифференциальная характеристика.

3. - поглощательная способность (коэффициент поглощения). Показывает, какая доля падающей на тело энергии поглощается телом.

Ф - световой поток.

Ф=R_T*S

=Ф’(поглощенный поток энергии)/ Ф(падающий- весь поток энергии)

=1- абсолютно черное тело.

Закон Кирхгофа.

Утверждает, что отношение двух характеристик теплового излучения r и a не зависит от природы тела и является константой для разных тел, взятых при одной и той же температуре.

- испускательная способность

Для абсолютно черного тела

В 1900г. Макс Планк выдвигает гипотезу, что нагретое (холодное) тело испускает (поглощает) отдельными порциями – квантами.

Исходя из этой гипотезы и применив законы статистики Планк рассчитал . Эта формула получила название «функция Планка для теплового излучения».

График ее выглядит: Рис.1.1

Анализ.

1. площадь S, ограниченная кривой графика: . Если подставить в это выражение значение функции Планка, то , где G=5,76*10^-8 Вт/м²К⁴- константа Стефана-Больцмана. Для серого тела:

R_T=GT⁴ - для абс. черного тела. Этот теоретический вывод Планка совпал с ранее полученным экспериментальным законом Стефана-Больцмана.

2. ;    =max

Максимум у относится к , показывая, что значение  максимально, а не .

- этот теоретический вывод Планка совпал с ранее полученным экспериментальным законом – первым законом Вина, который иначе называется «закон смещения».

b=2,90*10^-3 м*К- первая константа Вина.

3. ;  -max. Если подставить ее в формулу функции Планка, получим максимальное значение испускательной способности абсолютно черного тела (=max), которое оказывается прямо пропорционально Т⁵.