Physics-2_semesters-part_2

2.3.3

Искусственное двойное лучепреломление

Двойное

ление может возникать

прозрачных

телах под воздействлучепрелоì

азличных де ормаций. В жидкостяхтвердыхгаза

можно наблюдать анèзотропию при наложении внешнего электрического

поля э ект Керра.

2.3.4

Оптически активные вещества

спос бные поворачи

О тически активные вещества это

го света. Примерами опт чески активныхвещества, являются некоторые

âàòü ïлоскость

проходящего через них плоскîпол ризованно

-

кристаллы (кварцколебанийдр.) è жид сти (скипидар,

. астворы

ãäå

ϕ = αSCl ,

ëàâà 3

Тепловое излучение и

îòîý åêò

3.1 Тепловое излучение

Излучение телами элект омагнитных волн (в т.ч. свет вого

зон ) может быть выз ано различными

. Наиболее рас

ñòðàненным является

тел, вызванное их нагревани диапате ро-

вое излучение. Тепловоесвечениеизуч ние имеет мепричинамито любой тåìпературе,

однако при низких темпер турах излучаются практически лишь волны

ин ракрасного (ИК)

диапазона.

Проведем

îïûò: îêðóæèì èçлучающее тело непроницае

лучение, падающ на тело, будет пол остью или частично

поглоще

но Происходит непрерывный обмен энергией между телом имизлучени-

ем. Состояние системы

ло излучение будет равновесным. авновесным

может быть только

тепловое излучение.

Если тело излучает больше, чем поглощает, температура тела падает,

гии не станет равно количеству

излучаемой. Если тело

меньше,

излучение уменьшается до ех пор, пока количество поглощ

ìîé ýíåð-

чем поглощает, возникает обратная ситуация темп ратураизлучаетизлучение

Излучен е, избыточное над

епловым излучением при данной тем-

растут.

èмеющее длительность, значительно превосходящую период

пературе

излучаемых волн, называется люминесценцией.

Âèäû

:

• ХемилюминесцЭлектролюминесценциясвечение при химических реакциях.

• разряде.

свечение при самостоятельном газовом

волны

λ1 при облучении тела излучением с длиíîé

òîêà3.1Äëÿ.1

λ2 < λ1

излучения используется величина по-

энергиихарактеристикиЗакон Кирхго. тепловогоа

ñпускаемыйэнерг тическойединицысветимостьюповерхности тела по

всем направлениям,Φ [Вт .называетПоток,испускательнаяи

Поток энергии, испускаемый единиц

поверхн сти ин ервале частот2 .

RE [Âò/ì

dω, равен rωdω ãäå rω

54

ñïîñîбность тела. Испуска-

температуры:Следовательно,

энергетическая светимость является ункцией только

rωT = f(ω, T ) .

RET = f(T ) ;

∞

площадку поверхности тела падает поток

э ергииПусть

на элементарнуюRET = Z0

rωT dω .

интервале

, обусловленный электромагнитными вол ми с частотой

ω

â

dΦω

будет поглощена

dω. Часть этого потока dΦ′

телом. Величина

ω

dΦ′

αωT =

ω

называетсяявляется ункциейпоглощательнойчастоты

способностьюи температуры:. Поглощательная способность

dΦω

Поглощательная способностьαωT = f(ω, T ) .

ющего падающее на него излучение,

. Для тела, п лностью поглоща-

αωT

≤ 1

абсолютно черным телом. Если

αωT = 1. Такое тело называется

серымТело,. у которого больше

испускательная способностьonst

, тело называют

αωT

= αT =

< 1

.система.иметьнаходитсябольшую поглощательв, теряетравновесии,боль--

нуютакоеше энергииспособнтелодвîлжноединицустьпоглощатьвремени.больше,Таккак

rωT

αωT . Отсюда

rωT

rωT

rωT

1 =

2 =

3

= · · · ;

αωT

αωT

αωT

закон Кирхго а. Функция

rωT

= f(ω, T )

(3.1)

αωT

абсолютно черного тела

f(ω, T ) не зависит от природы тела. Для

rωT = f(ω,55T ).

0

0.5

1

1.5

2

2.5

На рисун е приведены ункции λ, m

f(λ, T

(нижняя3.1.2 Законкривая),Сте1000 Kана(средняя-Больцманакривая)дляи1200трехKтемператур:(верхняякривая)800 K.

Для абсолютно черного тела

ãäå

RET = Z0∞ f(ω, T )dω = σT 4

,

(3.2)

σ постоянная Сте ана-Больцмана;Вт

Закон смещения Вина:σ = 5,67 · 10−8 ì2K4 .

ãäå

T λm = b ;

−3

(3.3)

b = 2,9 · 10максимуму· Ê ,

ности энергетическойдлина волны,светимостисоответствующая.56

спектральной

λm

ïëîò-

Формула элея-Джинса:

ω2

Полученасвободыисходя.изстепеням

представленияf(ω, T ) = о равномkT .распределении энергии(3.по4)

4π2c2

ðиментомасчетасходиультрапося(нижняяормулеиолетоваяобластикривая)элеямалых-Джинсавдлинобластиволн(верхняябольшихкривая)длин волн,совпадаетнополностьюэкспе-

0

2

4

6

8

0

λ, m

ε = hν = hω¯ 57; h¯ =

h

,

(3.5)

2π

Ïðè

ε¯ =

hω¯

.

hω¯

− 1

ekT

Формулаh¯ → 0 ε¯ Планка:= kT (аналогично гипотезе элея-Джинса).

мулыс экспериментальнымиЗаконПланка:Стеана-Больцманаданнымимо(æíîчернаïîÿ ëêучитьривая интегрированиемнарисунке)), совпадающий.ор-

hω¯

3

1

Формула Планка дает видf(ω, Tункции) =

hω¯

− 1

.

(3.6)

4π2c2 ekT

∞

π

2

k

4

4

åêò

f(ω, T )dω = 60c2h¯3

= σT .

3.2 ФотоэRE T = Z0

Явле ие отоэ екта открыто

1887 г. енрихом ерцем. Фотоэ

2. Для каждого металла существует

минимальнаязакончастотаСтолетова.

IS Φ

максимальная длина волны

ωK èëè