33)Поляризация света при прохождении через анизотропный кристалл (при двойном лучепреломлении).

Почти все кристаллические прозрачные диэлектрики оптически анизотропны – тоесть оптические свойства света зависят от направления прохождения через кристалл. Вследствии этого явления возникает двойное лучепреломление – оно заключается в том, что падающий на кристалл пучок света разделяется внутри кристалла на 2 пучка, распределяясь в различных направлениях с различными скоростями.

Для каждого направления в кристалле существует два «собственных направления» поляризации, характерные тем, что световые волны линейно поляризованы в этих направлениях распределяются в кристалле, сохраняя свое состояние поляризации. Одна из этих волн – обыкновенная (о), скорость распространения этой волны одинакова для всех направлений в кристалле. Она подчиняется обычным законам преломления. Другая волна – необычная (е). Скорость распределения этой волны зависит от направления в кристалле, а угол преломления не зависит от угла падения.

Две волны плоскополяризованы во взаимоперпендикулярных направлениях. В любом кристалле есть по крайней мере одно направление, для которого скорости (о) и (е) совпадают. Такое направление- оптическая ось кристалла. Взависимости от числа осей, анизотропные кристаллы делятся на одноосные и двуосные. В направлениях, перпендикулярных оптической оси, анизотропность выражена наиболее сильно.

- показатель преломления обыкновенного луча

- показатель преломления необыкновенного луча

- скорость, в направлении перпендикулярном к оптической оси кристалла.

Явление «дихроизм». В некоторых кристаллах (турмалин) сильно отличаются коэффициенты поглощения обыкновенных и необыкновенных волн. Это приводит к тому, что при толщине кристальной пластинки около 1мм, одна из волн практически полностью поглощается и на выходе присутствует только одна волна, имеющая линейную поляризацию.

34) Интерференция поляризованных волн

Естественный свет – результат излучения различных независимых атомов источников света, испускающих отдельные, неполяризованные цуги волн.

Если на кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно оптической оси, нормально направить пучок естественного света, то из пластины выйдут две некогерентные волны с взаимно ортогональными плоскостями поляризации.

Обе эти волны можно сделать когерентными, если на пути естественного света установить поляризатор так, чтобы плотность его пропускания составляла некоторый угол ϕ≠0 с оптической осью кристалла (ϕ=45°). В этом случае колебания каждого угла раздела между обыкновенной(о) и необыкновенной(е) волнами.

Поэтому волны (о) и (е) оказываются когерентными, что необходимо для их интерференции. Однако, интерференция не наблюдается, если волны поляризуются во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Для осуществления интерференции на пути света ставится еще один поляризатор. Результат интерференции будет зависеть от разности фаз складывающихся волн

δ= h(n_o – n_e)

Разность фаз можно менять либо меняя длину волны, что приводит к изменению окраски светового круга, либо менять толщину пластинки.

36) Распространение света в поглощающих средах. Закон Бугера.

Прохождение световой волны через вещество сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на возбуждение колебаний электронов в атоме. Так же частично энергия переходит в другие формы энергии, например внутреннюю энергию вещества.

Поэтому интенсивность света через вещество уменьшается, то есть поглощается в веществе.

Рисунок

-dI=μIdx

- =μdx

μ– коэффициент поглощения вещества

=

Ln( )=μx

I=I₀e^-μx – законБугера

I₀ – начальная интенсивность излучения

Для всех веществ μ зависит от длины волны света

Рисунок

Зависимость μ от длины волны для газов и паров, металлов при невысоком давлении имеет значение μхО с наличием очень узких спектральных максимумов.

Рисунок

Эти максимумы соответствуют резонансным частотам колебаний внутри атомов.

37.Дисперсию света можно объяснить на основе элмагн теории и электрон теории вещества

Рассмотрим простейшую модель вещества сост из невзаимод атомов.Атом может быть представлен как эл диполь в кот электроны соверш колеб вокруг положений равновесий.При прохожд элмагн волны на такие эл диполи действует сила Лоренца

F=-q[V,B]+qE

F=eE-eμ₀[V,H]

B=μμ₀H μ=1

eμ₀VH/eE=V(μ₀(E0/μ₀)^1/2E)/E=V/e<<1

При прохожд через вещество каждый e оказывается под действием этой силы

F=eE

F=eE_mcosωt

На e действует квазиупругая сила(из-за связи e с ядром), сила ''трения'' (потеря эн на излучение при колебании диполя)

F=-kr F=(2εβ)m

mx''=-kr-rx'+eE_mcosωt

x''+2βx'+ω₀²=(eE_m/m)cosωk

2β=r/m ω₀²=k/m

Для теории дисперсии имеет значение только частное решение этого уравнения

x(t)=x_mcos(ωt-φ)

tgφ= 2βω/(ω₀²-ω²)

Колеб таким образом e возбуждает вторичную волну распростр со скоростью света.

Эти вторичные волны волны наклад на первичную и их фазы могут отличаться. Результирующая волна распростр в веществе с фазовой скоростью V, отлич от скорости света.

Различие между V и c тем больше, чем сильнее вынужд колеб e

38)Явление излучения электромагнитных волн нагретыми телами. Параметры излучения: энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости, испускательная и поглощательная способность. Абсолютно черное тело, серое тело.

Тепловое излучение – единичный вид, который может находиться в термодинамическом равновесии с телами. Оно возникает в термоизолированной системе, в которой все тела находятся при одинаковой температуре.

При данном равновесии энергия, расходуемая на излучение, компенсируется поглощаемой энергией.

Свойства

Плотность энергии равновесного излучения и его спектральный состав не зависит от свойств и формы тела, а только от его температуры.

Способность тела поглощать излучения количественно характеризует поглощательную способность.

Тело – абсолютно черное, если при любой температуре, полностью поглощает падающее излучение.

Модель абсолютно черного тела – замкнутая непрозрачная полость и маленьким отверстием.

Тело называется серым, если его поглощательная способность одинакова для всех частот и зависит только от температуры.

Распределение энергии излучения по длинам волн характеризует испускательная способность тела – спектральная плотность энергетической светимости

Если рассмотреть некоторое нагретое тело, то энергия, излучаемая с элемента площади поверхности в единицу времени (поверхностная плотность мощности) в интервале длин волн (λ÷λ+dλ), может быть найдена

Тогда полная мощность теплового излучения в единице площади поверхности во всем интервале длин волн может интегрироваться