26.Малюс жане Брюстер заны

Жарықты электромагниттік толқын ретінде сипаттайтын құбылыстардың бірі – жарықтың поляризациясы.

Поляризацияланған жарық деп Е жарық векторының тербелісі белгілі бір бағытта реттелген жарық толқынын айтады. Табиғи жарықта (Күннің жарығы, электр шамының жарығы және т.т.) жарық векторының тербелістері ортаның кез келген нүктесінде барлық мүмкін болатын бағыттарда, бірін-бірі тез, әрі бейберекет алмастырып отырып жасалады.

Егер Е векторының тербелістері сәуле арқылы өтетін тек бір жазықтықта жасалатын болса, онда толқын жазық поляризацияланған толқын болады. Е векторы тербеліс жасайтын жазықтық поляризация жазықтығы деп аталады.

Егер қандай да бір поляризациялық аспап жазық поляризацияланған сәулені алу үшін қолданылатын болса, онда ол поляризатор деп, ал егер осы аспап поляризацияланған сәулені зерттеу үшін пайдаланылса – анализатор деп аталады.

Поляризаторға интенсивтігі І₀ жазық поляризацияланған сәуле түседі дейік; және поляризатордың өткізу жазықтығы түсетін сәуленің Е₀ векторының тербеліс жазықтығымен α бұрыш жасайтын болсын. (1-сурет). Түсетін жазық поляризацияланған сәуледегі электрлік тербелістердің

Е₀ амплитудасын Е_ІІ = E₀ cosα және E_┴ = E₀ sinα екі құраушыға жіктейміз. Поляризатор арқылы бірінші тербеліс (Е_ІІ ) өтеді, ал екінші тербеліс (E_┴) өтпейді. Поляризаторға түсетін толқын интенсивтігі амплитуда квадратына пропорционал (І₀ ~ Е₀² ) болатындықтан, поляризатор арқылы өткен толқын интенсивтігі Е_ІІ-тың квадратына пропорционал (І ~ Е_ІІ²) болады, яғни

Е_ІІ² = E₀² cos²α → I = I₀ cos²α (1)

(1)қатысы Малюс заңы деп аталады, оны 1810ж. Француз физигі Э.Малюс тапқан.

Диэлектриктердің бөлу шекарасындағы электромагниттік сәуленің поляризациялану процесінде шағылған және сынған сәулелердің поляризациялану дәрежесі табиғи сәуленің түсу бұрышына және диэлектриктердің сыну көрсеткіштерінің қатынасына тәуелді болады. Егер табиғи жарық сәулесі диэлектриктерді бөлу шекарасына қайсыбір α=α_Б бұрышпен түсетін болса, онда оған сәйкес шағылған сәуле енді шала емес, толық поляризацияланған, яғни жазық поляризацияланған сәуле (ол тек Е_┴ -толқын болады)болады. Ал сынған сәуле, осы жағдайда, шала поляризацияланған күйінде қалады(мұнда Е_║-толқын басым болады),бірақ оның поляризациялану дәрежесі осы жағдайда барынша жоғары болады. α_Б бұрышы мына шартты қанағаттандырады

tg α_Б = n₂ / n₁ = n₂₁ (2)

(2)өрнегін 1815ж. ағылшын физигі Д.Брюстер тапқан, ол Брюстер заңы, ал α_Б – Брюстер бұрышы деп аталады.

27.Квантты-оптикалық құбылыстар.Фотоэлектрлік эффект.Комптон эффекті.

28.Фотондар.Фотон массасы және импульсі.

Фотон — электрмагниттік сәуленің (жарықтың) элементар бөлшегі. Фотон зарядсыз бейтарап (нейтрал) бөлшек. Ол вакуумде с=3108м/с жылдамдықпен тарайды.

Фотонның массы мен импульсі. Эйнштейннің болжамы бойынша жарық фотондардың ағыны. Планктың болжамы бойынша жарықтың бір порциясының (квантының) энергиясы ; Екінші жағынан салыстырмалық теория бойынша энергия мен массаның арасында мынандай байланыс бар. осыдан

фотонның тыныштық күйдегі массасы нолге тең. Фотонның массасы мен жылдамдығы бойынша оның импульсін былай анықтаймыз.

Фотонның импульсі жарық сәулесі мен бағыттас болады. Фотонның заряды және магнит моменті болмайды. Неғұрлым жиілігі көп болса , соғұрлым фотонның E мен P көп болады. Сөйтіп фотоэффект құбылысы жарықтың корпускулалық қасиеті бар екенін көрсетеді. Жалпы алған жарықтың екі жақты толқындық және корпускулалық қасиет болады.

Мысалы, фотон импульсі энергиясы ұшып келіп электронмен соғыссын. Cоғысқаннан кейін электрон фотоннан энергиясы мен импульсінің бөліктерін алып, қозғалысқа келеді. Электрон бағытында қозғалса, фотон бағытында қозғалады.

Фотонның энергиясы да, импульсі де азаяды, олай болса жиілігі де азаяды ; қатыста болғандықтан, көбейе түседі.Рентген сәулелерінің жеңіл атомдармен соқтығысқан кезде, оның ұзаруын алғаш рет американ физигі Комптон ашты. (1923 ж). Бұл Комптон эффектісі деп аталады, толқын ұзындығы:

-түскен толқын ұзындығы, -шашыраған толқын ұзындығы.

Фотон бос электрондарға тап болса, онда ол энергиясының біразы электрондарға береді де, өзінің қозғалыс бағытын өзгертеді, бұл Комптон эффектісі. Егер фотон атоммен байланысқан электронға кездессе, онда ол өз энергиясын түгелімен электронға береді. Энергия көбейген электрон металл бетіне бөлініп шығады, бұл фотоэлектрлік эффекті.