Поляризация и дисперсия света.

Поляризация

И нтенсивность естественного света прошедшего через поляризатор при любой ориентации уменьшается в 2 раза.

1. Закон Малюса

,

где I₀ – интенсивность падающего на поляроид линейно поляризованного света, I – интенсивность прошедшего через поляроид света, φ – угол между плоскостью поляризации падающего света и плоскостью поляризации прошедшего свет через поляроид.

Естественный свет пройдя систему из двух скрещенных поляризаторов изменяет свою интенсивность в соответствии с уравнением

.

2. Закон Брюстера

С вет, отражаясь от диэлектрика и преломляясь поляризуется. При угле Брюстера отраженный луч абсолютно поляризован, а преломленный максимально. Причем угол падения и оптические свойства сред связаны между собой соотношением

,

где n₂ – абсолютный показатель преломления второй среды, n₁ – абсолютный показатель преломления первой среды. Угол межу отраженным и преломленным лучом равен 90⁰.

3 . Если угол падения равен углу Брюстера, угол между отраженным преломленным лучом равен 900.

Дисперсия

Дисперсия это зависимость показателя преломления от длины волны (частоты) света.

1. Нормальная дисперсия

или .

Производная функции равна тангенсу угла наклона касательной в данной точке.

Если показатель преломления (n) с увеличением длины волны (λ) или уменьшением частоты (ω) уменьшается – дисперсия нормальная.

2. Аномальная дисперсия

или .

Производная функции равна тангенсу угла наклона касательной в данной точке.

Если показатель преломления (n) с увеличением длины волны (λ) или уменьшением частоты (ω) увеличивается – дисперсия аномальная.

3. Соотношение между групповой (u) и фазовой (v) скоростями

.

Здесь учли, что и .

4. Например,

• на участке 2-3 групповая скорость больше фазовой скорости, т.к. .

• на участках 1-2 и 3-4 групповая скорость меньше фазовой скорости, т.к. .

5. Элементарная теория дисперсии

,

где e - заряд электрона, m - масса электрона, N - число молекул в единице объема, - собственная частота, - частота излучения.

Тепловое излучение. Фотоэффект.

1. Спектр теплового излучения сплошной (с длинами волн от 0 до ∞).

2. Энергетическая светимость R_Э.

.

В СИ .

3. Спектральная плотность энергетической светимости r_λ,T.

,

В СИ .

4. Энергетическая светимость и спектральная плотность энергетической светимости

.

5. Спектральный коэффициент поглощения

.

6. Спектральный коэффициент отражения

.

7. По определению величин a и ρ

.

8. Закон Кирхгофа.

.

9. Закон Стефана-Больцмана.

,

где  - постоянная Стефана-Больцмана

.

10. Закон смещения Вина

,

где b - постоянная Вина. Ее экспериментальное значение равно:

.

11. Второй закон Вина

,

где - постоянная второго закона Вина.

12. Формула Рэлея-Джинса

.

13. Формула Планка

.

14. Абсолютно черное тело (АЧТ) - это тело, полностью поглощающее падающее на него излучение всех длин волн, .

15. Тела, для которых , называются серыми.

16. Если , то такое тело принято называть зеркальным (белым).

1 6. Из закона Кирхгофа следует, что универсальная функция Кирхгофа есть не что иное, как спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела.

,

Из закона Кирхгофа следует, что

,

откуда

.

Аналогичное соотношение для энергетической светимости серого и абсолютного черного тела.

.

17. Фотоэлектрический эффект - это процесс вырывания электронов с поверхности жидких и твердых веществ под действием света.

18. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

,

где ν - частота, А_ВЫХ- работа выхода, m – масса электрона, v_max – максимальная скорость электронов.

19. Вольтамперная характеристика (ВАХ) - зависимость силы фототока i от напряжения U, соответствующие двум падающим световым потокам: и .

20. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов связана с соотношением

,

где е и m - заряд и масса фотоэлектрона соответственно.

21. Уравнение Эйнштейна, с учетом этого соотношения примет вид

.

22. Максимальное сила тока насыщения называется фототоком насыщения и соответствует таким значениям U, при которых все электроны, выбиваемые из катода, достигают анода.

,

где N - число фотоэлектронов, вылетевших их катода за 1 с.

23. Законы внешнего фотоэффекта:

1. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.

2. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света, при которой еще возможен внешний фотоэффект ( зависит от химической природы вещества и состояния его поверхности).

3. Ч исло фотоэлектронов N, вырываемых из катода за единицу времени, пропорционально интенсивности света (фототок насыщения пропорционален падающему световому потоку).

24. Красная граница фотоэффекта:

или ,

где - минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; - максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект; h - постоянная Планка; c - скорость света в вакууме.