fizika_metodichka

произведитеполяргоризонтальнойзаторауановку3осиплоскнуляостью.Дляотпрэтогоуглапусканияворамеждучивайтеанализатплосканалиîрастью4-.

заВначалепропусканияторыйвокруг

i

ϕ

максимального знач ния

OO′ äî òåõ ïîð, ïîк ток не достигнет

установлены параявлятьс

i0

åльно). (этоСнимозначаетнабарабане,чтоанализатанализаанализатораполяризаторотсчет

плоск

будет

нулевым,найдите средниеакжт к

ψ0,

íèÿ

i0. Ïîâ

ите измере

ψ0

ния поляризациинесколькраз чение

çíàчения

ψ0

i0

îê

i0

òîê

. Сними е

àç

ðåç

аждые

i Еслиугла ϕ в пределах полного оборота

֌-

150.

îñòè

çíà

ψ0 отлично от нуля, то угол поворота

ϕ = ψ − ψ0

езультаты измерений занесите.в

аблицу 1.

Таблица 1

ψ,0

ϕ,0

ψ0

•

i(ϕ), A

i0

1

2.

(2).

îгласуются резуль аты эк131

I/I0

cos ϕ

2

i ϕ÷êè)/i.0

Отметим,от . что

величинапрямуюототоклинию черåз экспериментàльные

cos

ϕ

н сти света

i

пропорциональна ин енсив

чертежî îâ

I

прошедшего через а спериментализат. Поэтому отношение ото-

равняется отношению интенс вностей свет

I/I0. Íà òîì æ

i/iï0 стройте теоретическую зависимость

Êàê

законом2Малюса?по ормулå

~

-

обыкновенныййноПустькристаллическуюàссмотримполяризованныместест2, на выхлучиенныйдепл(н.Заизсветстинкупомним,емэкспериментоторогоужеисточника3,.чтолинейноестественныйвышедшиеэти.названияполяризованнобыкновенный1 (рис.1)нееслучейпадаетстановитсяимеютсветнапепросмыслвыйлихои

чейндитполяроид

E

тольк

внутри кристаллической пластинки,

оставим эти названия лу

ðûé,

ак уждальнейшихсказано,

äèò

олебания обыкновенногополяроиднеобыкновен-

è äëÿ

íà ýòó

уждений) прох дят второй

4,

îòî

. Ïðè

пластинку линейно поляризова ного свет

îáûê

ого лучей

дну плорасвость. Далее на пути лучей располагается глаз

íаблюдателя.

тинк 3 выреза

из кристалла параллельно оптической

Пусть пл

оси. Будем рàñсматривать те световые лучи, которые падают на поверх

сть кристалл ческой

è

нормально или практически

-

венная необыкновен ая волны

азываютс

. нормальПри

мальномпадении свет

на пластинок

огерентнымине быкновенная

волны будут

я не разделяясь,обыкновеннаяс различной

оростью.

ãäå

ϕ = ω(to − te) = ω vo

− ve d =

c (no − ne)d =

λ

,

(1)

1

1

ω

2π

to

te

венная

необыкновеннаявремена, заволныкоторыесоответственно,черезпластинку прохпреломледятобыкно

ñêîð

;

v0 è ve их азовые

àòåëè

преломления

no

ne соответствующиедляобыкновеннойимипоказателинеобыкновеннойдлинаâîë );èÿ (ïî-

ðàçность х да

= (no −ne)d, ω 133круговая частота; λ

ñâåò .

волны

киныхляризованнымплоскостейот разностиïðè ïðîõ. Åãîполяризатжденииинтенсивностьаз, пр обретаемойчерезров, направлениязависитпластиîáûêóîòновенной.взаимнойÏðèоптическнаблюденориентацииîñèèпластинãëàâíî

хроматолнамическом свете (для этой цели мож

примен ть,необыкновеннойнапрèìåð, ñ îò-

свето ильтры) на поверхности

(пятна). Если дин из

щины будут видны емные и

вхлыйнаоборотдитсвет,длина.Еслисветовой-занагашенияпластинкуволныотдельных0направить,участковнемонохроматический,спектраановятся(вормулутемными,(1)бе-

îëяризаторовповернуть на

пластинки неравномерной

90

светлыеучастки

ветствующие

ï

участкиокрашенным,.Приповона-

ðïîâМногиехностидногоизотропныепластинкиполяроидовбудутнаλнаблю)прошедшийдатьссменяютсцветныесветбудет

дноосногочаëкартинуомлениьстановазываетсстеклу,изотропныхÿ.яЯвлениеябеломнаяплексигласуанизотропнымидополнительныеоизотропноесветеоупругостьювердыхвозникнове.телах.и-..

рмациям,лучепрецветподобные

первона

различныммеханичанизотропииютдвойногтеренивещскдееренционнуюхства,напряжений

понияОбычриобретддвергнутыеоптическойдействиемнаблюдаютсвойства

900

ëî

Ïðè

дноосном растяж

ëè

роннем ж ии

оптической

åê

ет т свойства опт ческидност

кристалла

будет иг ать роль кристà

÷åñê

пласт нкипластинк3 хеме, пред-

осью,приобраллельной оси

ÿæï

èëè

жатия. Так,

ïî

àя де о мации сж

опараллельная

èç îðã

ñòобразцевергнутавë котостинойрая,напокрисунквазателейсвоюочередь,1. прелазн стьмлениязависитхоскдаобыкновеннойотвышедшихвнутреннихиз íнапример,еобыкновеннойволняженийзависит

âîëí,

ïî îðìó

σ

ãäå

= (no − ne)d = cσd,

(2)

σ механическое напряжение, вызвавшее де ормациюупругости,равное

σличина= F/Sкоторой;F сила;зависитS отплощадь;материалаc пластинкионстант. Дляот ргстекла

âå-

c =

12различными,2

-

5ãóòñ 1

Направленвообщебыть говоря,Не. сложнойвеличинапоэтому.Местамдеинтерормаций134динаковыхеренциовразíыхнаянапряженийточкартинаахобразцаполуотве÷àмоетют

10−

/

ÿ,

·

практическихизохроматическимизуютсяИзготавливаянепр рывныезадачмодели. îполосыде изормациях,прозрадногочногоцвет которыеающих

можнопринятотел хрешатьразличнойназывать

ормы по влиянием тех или иных сил,возниквещества,.ч. исследовать

оля напряд

жений в этих телах. Такой мето

èçó÷

ия де ормаций на

прозра

моделях дает

возможность непосредственно видеть де ормации, присут-

ствие

оторых и их величины часто интересуют создателей различных

конструкций.

2. ПО ЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ АБОТЫ

Схема экспериментальной уст -

новки

показанной

íà

1

щей аботаналогичнавыполняется .

следую

2

3

4

рисунк 1.

соответ

1

Соберитедовательностиуановку

2.

Включите

осветитель. На-

èñ. 1.

ствиипосл

îì 1.

блюдаемаярисункартина характеризу

остаточные де ормации.

механического пресса.

3

Подвергните образцы нагрузк

зарисованным

изохроматическим линиям.

Зарисуйте изохромат ческие линии для

ажд го из образцов.

4 С помощью приведенной ниж

аблицыпомощьюпределите разности х да,

5

ассчитайте

ормуле (2)

разности показателей преломления

соответствующие6. ОцеíитеапряжпогрешностьнияКраснЖелтЦвет, аûéсоответствующиеаизохроматическихзапишитеокончательныйазностьзарисованнымлиний325Таблица60хода,нмрезультат1линиям.

no − ne

σ

Зелен

145

олубовато-зеленый

3. КОНТ ОЛЬНЫЕ ВОП ОСЫ

135

тельнуюПрименимспособностьзаконКирчеE(хгоногоν, T )атела/Aê(абсолютноν,обозначитьT ) = f (ν,черномуTчерез) .

телу. Если излуча

êó

ε(ν, T ), то, посколь-

A(ν, T ) = 1, имеем

E(ν,абсолютноT )/A(ν, T ) = ε(ν, T )/1 = f (ν, T ) ,

Следовательно, универ

. ьнаяе. ε(ν,ункцияT ) = f (Кирхгоν, T ) . à

ãäå

теории,

ε(ν, T ) = (2πν2/c2)kT

(1)

/K

c

даетв вакуумеkдостаточно= 1 .38 10−

23

ВыражениехорошееДж(1)согласиеноситспособностьпостояннаяназваниеопытомБольцмана;ормупрималыхэлеячастотахскоростьДжинса.светОнà

·

больш х

ν. Ïðè

спериментизальноучательнаянаблюдаемую, а при

ε(ν, T )

значит льно превосходит

ýê

ν

ν → ∞ получается, что ε(ν, T ) →

негдебылα известепостояношенияная.Извеличина;(2)видно,Fчто некотор я ункция, вид которой Ви(2)у

его эл нем,ктромагвиддля-

∞излучательнойнитной, ОсновываясьчтопроиворечитспособностиВинназаконахпредложилопыту.абсолютнотермодинамикиормулу,черногоназваннуюиклассическимеющейтела

ε(ν, T ) = αν3F (ν/T )

большихункции

ε(ν, T ) про орциональна кубу ч стоты

÷àñ îò.

ν/T . Формула137Вина справедлива для достàточно

положениеобратноλ пропорциональнаможет быть представлеабсолют(численноейвтемпературевиде

. Математически это

max

Как видно з (3),

ри понижении

òåì

ãäå

λmaxT = b,

ïературы накал н

абсолютно чåðíî

(3)

èç bормулы= constПланка)= 0, 0029. ì·K

ãî тела максимум из

значение постоянной b находится

лучательной

способ-

ностиобë

смешается

â

( èñ.

1).

Èç

ε(λ, T )

T1 > T2

асть больших длин

0

T

T2

ормулы (3) для

λmax

интегральнойСолнца

èñ. 1.

λ

в спектреповерхности(температуизлучения-

6000телаваннойСтеK)пополучаетсяаномвсембылачастотам)полученазначениеизлучательнойок0, 550

T =

ормуло ла дляспособностимкм(желтыйабсолютноцвет)(просуммиро.черного-

ãäå

ε(T ) = σT 4,

(4)

ановленот. . постояннаязначениекоэСте ициентанаБольцманапропорцио.Из

опытныхльностиσ постояннаяданныхбыловеличина,ормуст

σ = 5, 67 10−

Âòëó

−

K−

.

Планк предложил

8

ì

2

4

·

äëÿ

·

·

я не не рерыв о, а в

-

å

виде дискретныхε(ν, T ),(отдельных)допустив, чтокваэíтовергияэнергииизлу

частотгде

h

постоянная Планка. Данная ормула справедливая для всех

hν,

ν, имеет вид

2πν2

hν

Так как ормулаε(ν,ПланкаT ) =

íàõодится138 в согласии

. с экспериментом(5)и

c

· exp

kT

− 1

2

hν

ãäå

= α(T )ε(T ) = α(T )σT 4

(6)

лаверкиα(Tзакона) степе(6)íановкьеобхчернотыдимо данногознатьтермотеладинамическую.Дляэкспериметоåнтальноймпературупроте

-

совпадаютемыйоченьготикбаответствиипирометра.измерениясравниваетсВобъектудобными,нашей..ВИзмерениятемператураустэтим.оптическихяосколькуразличаютсоответствующейвносрадиационнойпирометрахнесколькятурыминимальныеизмероптическимиарактеристемпераднатсяизоптическихящихвозур,икойпомощьюущениязависчерногодамиоптическварактявляютсяиссòåëàот спориду.В

T

Ïî

îé èëè

температурой тела понимает

чения, испуэнергетическаемые каждым из тел в единицу времени

всех частотах,

акую темпер туру абсолютно черного тела, при которой потоки излу-

. Ясно, что для нечерных тел их радиационная температура

будет меньше

.

черноготемпературуработечасистиннойрассматриваемотеела,темпеиспользуприобъектвпадаетатуройимеетскоторойянаспияркðдлинеяркостьюометрпонимаютволны"Проминьисследуемогоабсолютноакуюмкмоторыйтемпературучетеланого.измеряеттелаабна-

ярксолютноопределеннойВПостнуюнашейяркостн

T

-

ярктокскуюмоработы. измеритьостьТокнакаланитьследующийнакалаисследунакаланити,.Мынитиемогона.Пустьжноизмеряетсятелаонеподобратьителанити.черезяэПредварительносовпадутòело,акуютелорасныйтемпературуи.температуруНитьспециальнприборасвето"исчезнет"накоторогоиборильюпоследней,пирометриче.проградуиПринцип.необхегулируяонеетсячтодиеготе

ëà абсолютно черному телу, и поэтому шкала

0, 66

сразу

пор вана в единицах температ ры.

â òîì

если тело является

тинной

темп атурой исследуемого

Темп ратура, которую покажет оптический пирометр, совпадает ис

абсолютно чåðным. Для нечерных телаистинная температура будет боль-

ше измеряемой яркостной темпераòуры. Поправкслучае,T дается ормулой

λTÿðê2

139

T = −2π~ ñ

k ln(α(ω)) .

(7)

Tÿðê, C

αω

αT

Tÿðê, C

αω

αT

966

,

67

1

5

111

,

9

, 295

149

,

52

141

192

,

7

, 04

2107

0,431

85

674

0,415

0,346

1943857624508

43359

0,2746307

25437356915

279135

2070

330

8

1

5

275

3412

A3

V2

1

4

10

9

6

7

8

5

èñ. 2.

Сх ма экспериментальной установки пр ведена на рис. 2.

Çäåсь 1 источник электромагнитного излучения ( ампа накалива

н я); 2 вольтметр; 3

4 объектив; 5 окуляр; 6

пиром т-

накаливания. Темперамперметр;тура нити измерявляетс

пирометром при раз

ðèческая нить накала; 7

тока; 8 свето ильтр; 9

тумблåð;

ëампыичн х значениях подводимойисточниклампе накаливания электрической мощ-

10 дымчатый

.

шем случае

воль рамовая нить

Исследуемымсветотеломиль

140