§ 70. Вращение плоскости поляризации
Некоторые вещества обладают способностью вращать плоскость поляризации проходящего через них поляризованного света. Такие вещества называют оптически активными. Оптически активными являются кристаллы (кварц), жидкости (скипидар, никотин, водные растворы сахара).
Кристаллы сильнее вращают плоскость поляризации, если свет проходит вдоль оптической оси кристалла (направление в кристалле, при котором луч света не испытывает двойное лучепреломление). При этом
(70.1)
где φ — угол поворота плоскости поляризации; ℓ — путь, пройденный лучом в кристалле; α — коэффициент, называемый постоянной вращения (зависит от природы кристалла и длины волны света).
Для растворов
(70.2)
где C — концентрация активного вещества в растворе; ℓ — путь, пройденный лучом в растворе; [α] — удельная постоянная вращения (зависит от природы растворенного вещества и длины волны света).
Оптически неактивное вещество может вращать плоскость поляризации, если его поместить в магнитное поле (эффект Фарадея). Свет должен распространяться вдоль направления намагниченности. Тогда
(70.3)
где
H
— модуль вектора
;
ℓ — путь, пройденный лучом; ρ — удельное
магнитное вращение
(постоянная
Верде)
(зависит от природы вещества и длины
волны света).
Контрольные задания 3 Вариант 1
1. Шар радиусом R = 40 мм заряжен равномерно с объемной плотностью заряда ρ = 1 мкКл/м3. Определить потенциал φ на расстоянии r1 = 20 мм от центра шара.
2. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 20 Ом нарастает в течение τ = 2 с по линейному закону от I0 = 0 до Imax = 6 А. Определить количество тепла Q, выделившееся в этом проводнике за первую секунду.
3. По сплошному бесконечному цилиндрическому проводнику радиусом R = 5 см течет ток плотностью j = 2 МА/м2. Найти магнитную индукцию B на расстоянии r1 = 2 см от оси проводника.
Вариант 2
1. Два одинаковых точечных положительных заряда по 0,1 мкКл находятся в воздухе на расстоянии 8 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке на середине соединяющего их отрезка прямой.
2. Металлический шар радиусом R = 3 см несет заряд q = 20 нКл. Шар находится в бесконечной среде, заполненной парафином. Определить энергию W электрического поля в окружающей шар среде.
3.
В магнитном поле с индукцией, изменяющейся
по закону
(α = 0,1 Тл, β =0,01 Тл/с2),
расположена квадратная рамка со стороной
a
= 20 см. Плоскость рамки перпендикулярна
.
Найти ЭДС индукции εi
в рамке в момент времени t1
= 5 с.
Вариант 3
1. Определить заряд q двух квадратных метров равномерно заряженной бесконечной плоскости, которая создает электрическое поле с напряженностью E = 1 кН/Кл.
2. Сила тока в проводнике линейно нарастает за время τ = 4 с от I0 = 0 до Imax = 8 А. Сопротивление проводника R = 10 Ом. Определить количество тепла, выделившееся в этом проводнике за первые три секунды.
3. По сплошному бесконечному цилиндрическому проводнику радиусом R = 5 см течет ток плотностью j = 2 МА/м2. Найти магнитную индукцию B на расстоянии r1 = 7 см от оси проводника.