Билет 22. Оптическая активность. Эффект Фарадея.

Оптическая активность – способность некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них света. Оптическая активность бывает двух видов: естественная и искусственная.

Естественной оптической активностью называют способность вещества поворачивать плоскость поляризации прошедшего через него света. Величина угла поворота зависит от длины волны света, т. е. имеет место вращательная дисперсия. Кроме того, этот угол пропорционален толщине слоя вещества.

Искусственная (наведенная) оптическая активность возникает в магнитном поле.

Теория Френеля звучит, что явление вращения поляризации сводится к особому типу двойного лучепреломления: причиной вращения является различие в скорости распространения левого и правого циркулярно поляризованного света.

Эффект Фарадея заключается в том, что в магнитном поле первоначально неактивное вещество становится оптически активным. При распространении света в веществе вдоль вектора напряженности магнитного поля плоскость поляризации световой волны вращается.

Угол поворота плоскости поляризации равен ,, где V-постоянная Верде, l-длинна активной среды, H-Напряженность магнитного поля на оси соленоида.

ОПТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ это различие оптич. св-в среды в зависимости от направления распространения в ней оптического излучения (света) и его поляризации.

Изотропия - физ. Одинаковость физических свойств тела, газа или жидкости по всем направлениям.

Искусственная оптическая анизотропия может быть создана в кристаллах и изотропных средах под действием внешнего электрического или магнитного поля либо путем механического воздействия.

Эффект Кeppa - явление, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах, например жидкостях и газах, под воздействием однородного электрического поля.

 

Тепловым называют электромагнитное излучение, которое испускают нагретые тела за счет своей внутренней энергии. Тепловое излучение уменьшает внутреннюю энергию тела, и, следовательно, его температуру.

Согласно закону Кирхгофа, отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела. Оно является для всех тел универсальной функцией частоты и температуры: .

испускательная способность абсолютно черного тела, поглощательная способность , спектральная плотность энергетическая светимость.

Закон Стефана-Больцмана. Если объемная плотность энергии плоской волны равна u, то объемная плотность импульса . По этой причине равновесное излучение оказывает давление на стенки полости. Это давление не зависит от материала стенки и равно одной трети плотности энергии излучения . (7)

Отсюда получаем для объемной плотности энергии формулу ,
а для энергетической светимости абсолютно черного тела выражение . (9)
Соотношение (9) носит название закона Стефана-Больцмана.

Формула Рэлея-Джинса. Исходя из классической теории о равном распределении энергии по степеням свободы, и представляя тело как набор осцилляторов, получим следующую формулу для испускательной способности: . (15)
Равенство (15) называется формулой Рэлея-Джинса. Она дает достаточно хорошее согласие с экспериментом при малых w. Полная объемная плотность излучения имеет бесконечно большое значение . Этот недопустимый результат получил название ультрафиолетовой катастрофы.

Закон вина: испускательная способность черного тела имеет вид .

Согласно первому – закону смещения Вина , (11)
где – постоянная Вина.

Согласно второму закону Вина максимум испускательной способности абсолютно черного тела возрастает пропорционально пятой степени абсолютной температуры .Закон смещения Вина объясняет, почему при нагревании тел они светятся сначала красным светом, переходя затем к белому калению.

Формула планка. . (18)

Формула точно согласуется с экспериментальными данными во всем интервале частот и дает исчерпывающее описание равновесного излучения.