Этот билет посвящен тому, как изначально изотропные (однородные) вещества можно заставить проявлять свойства кристаллов под внешним воздействием. Это явление широко используется в современной технике, от датчиков давления до сверхскоростных затворов в лазерах.

1. Искусственная оптическая анизотропия

В обычных условиях жидкости, газы и аморфные тела (стекло, пластмасса) изотропны — их оптические свойства одинаковы во всех направлениях. Однако при внешнем воздействии в них возникает выделенное направление, и они начинают вести себя как одноосные кристаллы.

Основные способы вызвать анизотропию:

1.Механическая деформация: Если стекло или прозрачный пластик сжать или растянуть, в нем возникнет двойное лучепреломление. Разность показателей

преломления Δn пропорциональна механическому напряжению σ.

2.Электрическое поле: (Эффект Керра).

3.Магнитное поле: (Эффект Коттона-Мутона).

2.Эффект Керра

Это возникновение двойного лучепреломления в жидкостях (реже в газах) под действием внешнего однородного электрического поля.

•Суть: Под действием поля молекулы жидкости (особенно если они полярные) ориентируются вдоль силовых линий. Вещество становится подобным одноосному кристаллу, оптическая ось которого направлена вдоль вектора напряженности E.

•Закон Керра: Разность показателей преломления необыкновенного (ne) и обыкновенного (no) лучей пропорциональна квадрату напряженности электрического поля:

16. Тепловое излучение, его характеристики. Абсолютно чёрное тело, серое тело.

17. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа, закон Стефана-Больцмана, закон смещения Вина.

18. Формулы Релея-Джинса и Вина. Ультрафиолетовая катастрофа.

Если верить формуле Рэлея-Джинса, то спектральная плотность светимости должна бесконечно расти пропорционально квадрату частоты (ω2).

•Суть «катастрофы»: Получалось, что любое нагретое тело должно было мгновенно выплеснуть всю свою энергию в коротковолновом диапазоне (УФ-лучи, рентген) и остыть до абсолютного нуля.

•Реальность: В жизни мы видим, что спектр имеет максимум, после которого интенсивность падает до нуля на высоких частотах.

Термин «Ультрафиолетовая катастрофа» ввел Пауль Эренфест, чтобы подчеркнуть, что классическая физика зашла в тупик: её незыблемые законы привели к абсурдному результату, противоречащему закону сохранения энергии.

19. Тепловое излучение. Формула Планка и её анализ.