Задачи для самостоятельного решения
071. Найти угол полной поляризации при отражении света от стекла, показатель преломления которого равен 1,57.
i1 = 57⁰30ʹ
072. Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества 450. Найти для этого вещества угол полной поляризации.
i1 = 54⁰44ʹ
073. Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были наиболее полно поляризованы?
α = 370
074. Найти показатель преломления стекла, если при отражении от него света отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления 300?
n2 =1,73
075. Пучок плоскополяризованного света (λ=589 нм) падает на пластину исландского шпата перпендикулярно к его оптической оси. Найти длину волны обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле, если показатель преломления исландского шпата для обыкновенного и необыкновенного лучей равны соответственно 1,66 и 1,49.
λо = 355 нм, λе= 395 нм
076. Найти угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза.
α = 450
077. Угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора равен 450. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличится до 600?
в 2 раза
078. Никотин (чистая жидкость), содержащийся в стеклянной трубке длиной 8 см, вращает плоскость поляризации желтого света натрия (λ =589 нм) на угол 36,60. Плотность никотина 1,01 г/см3. Определить удельное вращение никотина.
079. Угол максимальной поляризации при отражении света от кристалла каменной соли равен 570. Определить скорость распространения света в этом кристалле.
080. Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества равен 450. Чему равен для этого вещества угол полной поляризации?
i1 = 54⁰44'
3. Квантовая физика
3.1. Тепловое излучение
Закон Стефана-Больцмана:
а) для абсолютно черного тела
Rе= T4,
где Re - излучательная способность (энергетическая светимость) абсолютно черного тела;
- постоянная Стефана-Больцмана;
Т - термодинамическая температура Кельвина.
б) для серого тела
Rс= АT4,
где
А = const
.
А
,
где Rc – энергетическая светимость серого тела.
Закон смещения Вина:
0 = bT,
где 0 - дина волны, на которую приходится максимум энергии излучения;
b - постоянная Вина (b = 2,90.10-3 м.К).
Максимальная спектральная плотность энергетической светимости:
r()max = cT5,
где с = 1,29∙10-5 Вт/(м2∙ К5) - вторая постоянная Вина.
Примеры решения задач
Пример 19. Поток энергии, излучаемый из смотрового окошка плавильной печи, Ф = 85 Вт. Определить температуру печи, если площадь отверстия S = 6 см2? Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.
-
Дано:
Ф = 85 Вт
= 5,67∙10-8 Вт/(м2.К4)
Re - ?
Решение:
Поток энергии, излучаемый из смотрового окошка равен:
Ф = ReS, (1)
Где Re – энергетическая светимость, S – площадь окошка.
Энергетическая светимость Re абсолютно черного тела в соответствии с законом Стефана – Больцмана пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры и выражается формулой:
Re = T4, (2)
где - постоянная Стефана-Больцмана;
Т - термодинамическая температура.
Подставляя формулу (2) в (1), получим:
Подставив числовые значения в формулу (3), получим:
Пример 20. Длина волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела 0= 0,58 мкм. Определить энергетическую светимость Re поверхности тела.
-
Дано:
0= 0,58 мкм
= 5,67∙10-8 Вт/(м2.К4)
b = 2,90.10-3м. К
Re - ?
Решение:
Энергетическая светимость Re абсолютно черного тела в соответствии с законом Стефана – Больцмана пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры и выражается формулой:
Re = T4, (1)
где - постоянная Стефана-Больцмана;
Т - термодинамическая температура.
Температуру Т можно вычислить с помощью закона Вина:
0 = b/T, (2)
где b - постоянная смещения Вина.
Используя формулы (2) и (1), получим:
(3)
Подставив числовые значения в формулу (3), произведем вычисления:
