15. Вращение плоскости поляризации

ВРАЩЕНИЕ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ - поворот плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через вещество. Вращение плоскости поляризации наблюдается в оптически активных веществах, а также в веществах, помещенных в магнитное поле.

16. Тепловое излучение, его свойства и характеристики

- излучение ЭМ волн с поверхности нагретых тел, обусловленное тепловым хаотичным движением его частиц

Свойства: 1) материально (обл. массой и энергией); 2) может находится в состоянии теплового подвижного (термодинамического) равновесия в-ом

Энергетическая светимость тела - - ФВ, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

 ;      Дж/с·м²=Вт/м²

Спектральная плотность энергетической светимости (для волн) — функция частоты и температуры характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).

r_λ=dR_T/dλ

для лин. частоты r_ν=dR_T/dν

для угл. частоты r_ω=dR_T/dω

a_λT=Ф_погл.λ/Ф₀λ – спектр. коэф. поглощения

ρ_λT=Ф_отр.λ/Ф₀λ – спектр. коэф. отражения

0≤а(ρ)≤1; a_λT+ ρ_λT=1

a_λ=const – идеальное тело

a_λ=0 (абс. белое тело)

a_λ=0,,,1 (серое тело)

a_λ^*=1 (абс. черное тело) - АЧТ

17. Законы теплового излучения.

a_λ=const – идеальное тело

a_λ=0 (абс. белое тело)

a_λ=0,,,1 (серое тело)

a_λ^*=1 (абс. черное тело) - АЧТ

Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны. Чем выше температура тела, тем более короткие волны оно испускает. Тело, находящееся в термодинамическом равновесии со своим излучением, называют абсолютно черным (АЧТ).  Излучение абсолютно черного тела зависит только от его температуры.

Закон Кирхгофа (1859 г.)

r_λ1/a_λ1= r_λ2/a_λ2=…= r_λ^*/a_λ^*=f (λ, T)

Функция Кирхгофа (r^*) – отношение спектральной плоскости энергетической светимости для произвольного тела к спектр. коэф. поглощения одинаково для всех тел и является универсальной функцией длины волны (частоты) излучения и темп.

Re*=σT⁴, σ=5.67*10^-8 Вт/м²К4 – закон Стефана-Больцмана

Re=а_тσT⁴ – рассматривается в вакууме

Re=а_тσ(T-Т₀)⁴ – поправка, Т₀ – темп. окр. среды

λ_max=b/T, b=2,90*10^-3 м*К – закон смещения Вина

длина волны на кот. приходится максимум спектр. плотности энергетич. светимости обратно пропорц. температуре тела

r_m=CT⁵ – второй закон Вина, с=1,3*10^-5 Вт/м³К⁵

18. Формула Релея – Джинса. «Ультрафиолетовая катастрофа»

Английские физики …

В 1900 году Рэлей подошёл к изучению спектральных закономерностей излучения черного тела с позиции статистической физики воспользовавшись классическим законом равномерного распределения энергии по степеням свободы.

Рэлей (Стретт) Джон Уильям Он рассмотрел равновесное излучение в замкнутой полости с зеркальными стенками как совокупность стоячих электромагнитных волн (осцилляторов). Джинс Джеймс Хопвуд 

В 1905 году Джинс уточнил расчеты Рэлея и окончательно получил: r_νT=2πν²kT²/c². Формула справедлива только в области малых частот и не согласуется с законом Вина. Попытка получить из формулы Рэлея–Джинса закон Стефана–Больцмана (R ~ T⁴) приводит к абсурду:

      Этот результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», так как с точки зрения классической физики вывод Рэлея–Джинса был сделан безупречно.

Ультрафиоле́товая катастро́фа — физический термин, описывающий парадокс классической физики, состоящий в том, что полная мощность теплового излучения любого нагретого тела должна быть бесконечной. Название парадокс получил из-за того, что спектральная плотность мощности излучения должна была неограниченно расти по мере сокращения длины волны.

По сути этот парадокс показал если не внутреннюю противоречивость классической физики, то во всяком случае крайне резкое (абсурдное) расхождение с элементарными наблюдениями и экспериментом.