17(3). Поляризаційні прилади. Пластинки в четвертину хвилі і в півхвилі. Обертання площини поляризації.

1 ) Призма Ніколя і вона являє собою призму із ісландського шпату, вирізану як показано на рисунку. По лінії АА^’ призма розрізається і склеюється канадським бальзамом, показник заломлення n=1,55. Оптична вісь складає кут 48º із вхідною гранню. При проходячому куті падіння на грань призми звичайний промінь терпить повне внутрішнє відбивання. На прошарку канадського бальзаму і поглинеться почорненою нижньою гранню. Лінійна поляризція виходячого із призми світла рівна 29º. 2) Скорочена поляризаційна призма з повітряним прошарком. Вона виготовляється також з ісландського шпату. Штрихована лінія вказує напрям оптичної осі. Відношення А^’С/АС^’=0,9 (кут 2ω привершині ρ між двома променями світла які далі після відбивання збириються в точку М наз. апертурою). Апертура падаючого світлового пучка, при якому світло повністю поляризується складає 8º.

3) поляризаційна призма з лобовою гранню ┴ до ребер. Оптична вісь ║ АВ. Склейка здіснюється канадським бальзамом чи гліцерином (n=1,47) який є прозорим придатний для ближнього у ІФ, дані призми такі α=17º20^’, А^’С/АС^’=3,2, апертура 32º6^’. Призма також робиться із повітряним прошарком її дані α=50º А^’С/АС^’=0,85, апертура 8º6^’.

4) Подвійно заломлюючі призми. Призма із ісландського шпату(CaCO₃) і скла. Оптична вісь ┴ до площини нахилу n₀=1,66; n_скла=1,49, n_l=4, 8, 6... Звичайний промінь зпломлюється в шпаті і l виходить без відхилення, оскільки показник заломлення вибраний близьким до n_l.

Поляроїди являє собою плівку дуже сильно дихрот. кристалу – герипатити, одержав Герапатом в 1852р. Луска герапатиту товщиною 0,1 мм практично поглинає один з променів є лінійно поляризований. Використовуються поляроїди – автомобілі, для захисту від сліп’ячої дії зустрічних машин.

Пластинки в ¼ хвилі, товщина якої задається співвідношенням , де ...????

Пластинка в ½ хвилі: на виході з такої пластини коливання векторів H₀ E₀^’ і E_c^’ зсунуті по фазі на π ...???

БІЛЕТ 18

18.1. Коливання і хвилі. Гармонічні коливання. Математичний і фізичний маятники.

Коливання – це процес, що багаторазово повторюється через визначені проміжки часу. Розрізняють вільні і вимушені коливання. Хвиля – це збурення фізичних параметрів середовища які поширюються в просторі з кінченою швидкістю і несуть в собі енергію. Такі збурення можуть являти собою зміни пружної при зміщенні частинок речовиною середовища (мех. колив.) або зміни параметрів поля.

Гармонічними коливаннями називається період зміни фізичної величини з часом, що описується законом sin або cos.

Х х₂=Аcost

t

x₁=Аsint

x₁=Аsin₀t; x₂=Аsin(₀t+/2)=Аcost.

Рівняння гармонічних коливань: x=Аsin(₀t+₀), де ₀t+₀ – фаза коливань – величина що визначає положення матеріальної точки і напрям її руху в момент t, ₀ – початкова фаза в t = 0.

Диференціальне рівняння гармонічних коливань: . енергія гармонічних коливань. Енергія гармонічних коливань прямо пропорційна квадрату амплітуди (А), і квадрату частоти ().

Математичним маятником називається математична точка підвішена на невагомій нитці яка здійснює рух у вертикальній площині під дією сили тяжіння. Закони коливання математичного маятника:

1. період коливань не залежить від маси маятника і амплітуди коливань;

2. період коливань прямо пропорційний кореню квадратному із довжини маятника і обернено пропорційний кореню квадратному із прискорення вільного падіння: .

Фізичний маятник – тіло (система зв’язаних точок), яке може коливатися навколо горизонтальної осі що проходить від центра інерції. Довжина фізичного маятника ( _ф) залежить від m, моменту інерції І фізичного маятника відстані L між його центром інерції і точкою підвісу: .

Період фізичного маятника:

18.2. Випаровування і кипіння рідин. Кристалізація і плавлення.

Під фазою розуміють сукупність частин термодинамічної системи, які є однаковими за всіма своїми фізичними та хімічними властивостями і не залежить від кількості речовини (лід – вода – пара).

Перехід речовини з однієї фази в іншу (плавлення, кристалізація, випаровування) називається фазовим переходом.

Випаровування – процес, який полягає в фазовому переході речовини з рідкого стану в стан пари. Швидкість прямо пропорційна вільній поверхні рідини та її температурі. Для різних рідин швидкість випаровування різна. Процес випаровування з молекулярно-кінетичного погляду пояснюється наявністю молекул енергія яких перевищує середню енергію їхнього теплового руху і яка є достатньою для виконання роботи проти дії сил притягання та зовнішнього тиску. Внутрішня енергія рідин при випаровуванні зменшується.

Параметри випаровування:

-  питома теплота фазового перетворення, залежить від температури; 2 складові: _ - внутрішня проти дії протягування, _р – зовнішня проти сил зовнішнього тиску, n – швидкість випаровування, що чисельно = кількості молекул які покидають одиницю площі вільної поверхні рідини за одиницю часу.

Кипіння – пароутворення що відбувається як на вільній поверхні рідини так і в її об’ємі. Необхідна умова кипіння: наявність в об’ємі під меніском газової фази у вигляду бульбашок. Кипіння рідини починається при температурі, коли рівноважний тиск насиченої пари стає таким, що = зовнішньому тиску.

Плавлення – це рівноважний фазовий перехід твердого кристалічного тіла в рідкий стан який супроводжується поглинанням теплоти. Під сталим зовнішнім тиском плавлення залежним від роду речовини відбувається при певній сталій, яка називається температурою плавлення. У процесі плавлення речовина вбирає в себе певну кількість теплоти, величина якої залежить від природи речовини. Ця теплота називається теплотою плавлення і витрачається на руйнування кристалічної гратки. Більшість твердих тіл плавиться так, що їх об’єм при переході в рідкий стан збільшується (VpV_T). Це означає, що для них температура плавлення з підвищення тиску зростає.

Кристалізація (Т_кр.Т_пл.) при досягненні Т_кр. і наявності центрів зародків кристалізації мінімально до розмірів. Залежно від природи центрів кристалізації розрізняють гомогенну (є розчинні домішки) і гетерогенну (без домішків) кристалізацію. Якщо в рідині немає центрів кристалізації то її можна переохолодити до ТТ_кр. Коли в рідині багато центрів кристалізації то в ній утворюється багато кристалів, які зростають і твердіють фаза стає полікристалічною. У процесі кристалізації зменшується вільна енергія і сам процес супроводжується виділенням теплоти кристалізації.

18.3. Хвильові ф-ії першого наближення для одновимірного руху в класично дозволеній та забороненій областях. Точки повороту. Тунельний ефект. Потенціальна яма.

Потенціальна яма – область біля притягую чого центра в якій потенціальна енергія частинки менша ніж енергія поза цією областю. Частинка в потенціальній ямі має повну енергію Е, меншу за максимальну можливу енергію взаємодії Е_max. Енергія мікрочастинки в потенціальній ямі має дискретні значення. Найбільше значення енергії Е буде для частинки з потенціальним бар’єром. Висота бар’єра Е=Е_max-Е_пов. Згідно з класичною фізикою, частинка може вийти з потенціальної ями (або увійти в неї) тільки при умові, що енергія її більша за енергію Е_max. У квантовій механіці поведінка потенціальній ямі описується рівнянням Шредінгера. При цьому хв. функція частинки не стає 0 на стінках бар’єра і поза ним. Отже в квантовій механіці існує певна імовірність того, що частинка пройде через потенціальний бар’єр при Е_повнеЕ_max, коли енергії надається для подолання бар’єра. Частинка з ЕЕ_max може проходити крізь бар’єр. Прозорість бар’єра при цьому визн величиною D=І_пр/І_пад. Тобто відношення інтенсивності  - хв., що пронизала бар’єр, до інтенсивності відбитої  - хв.

Проникнення частинок крізь потенціальний бар’єр називається тунельним ефектом. Цей ефект пов’язаний з неможливістю одночасного точного визначення кінетики (пов’язаною з швидкістю) і потенціальною (пов’язана з координатами) енергією. Розглянемо рух частинки для одновимірного випадку з потенціальною енергією U=v(x) яка зображена на малюнку.

Е

E _U(x)

забор.

зона

х₁ х₂ Х

Якщо частинка яка рухається з ліва на право, має енергію Е, менше від максимального значення U(x), то вона не може подолати цього потенціального бар’єру, а зупиниться в точці х₁, коли Е = U(x) після чого буде рухатись у протилежному напрямку – тобто відіб’ється від бар’єру. Координата х₁ наз класичною точкою повороту.

БІЛЕТ 19