73. Как уже рассматривалось, обыкновенные лучи распространяются в кристалле по всем направлениям с одинаковой скоростью v_o=c/n_o, а необыкновенные — с разной скоростью v_e=с/п_e (в зависимости от угла между вектором Е и оптической осью). Для луча, распространяющегося вдоль оптической оси, n_o=n_e, v_o=v_e, т.е. вдоль оптической оси существует только одна скорость распространения света. Различие в v_e и v_o для всех направлений, кроме направления оптической оси, и обусловливает явление двойного лучепреломления света в одноосных кристаллах.

75. Искусственная анизотропия и искусственное двойное лучепреломление. Ячейка Керра. Вращение плоскости поляризации.

77. Поглощение света – явление потери энергии световой волны, проходящей через вещество, вследствие преобразования энергии волны в другие формы.

78. Закон Бугера:

79. , где  - входная интенсивность,  - выходная интенсивность,  - толщина слоя поглощающего вещества,  - коэффициент поглощения, зависящий от длины волны света, химической природы и состояния вещества.

80. Двойное лучепреломление:

81. Явление раздваивания светового пучка при прохождение его через анизотропный кристалл.

82. Согласно классической теории света, возникновение эффекта связанно с тем, что переменное электромагнитное поле света заставляет колебаться электроны вещества, и эти колебания влияют на распространение света в среде, а в некоторых веществах заставить электроны колебаться проще в некоторых определённых направлениях.

83. Вращение плоскости поляризации:

84. Некоторые вещества, называемые оптически активными, обладают способность вращать плоскость поляризации. Опытно установлено, что угол поворота плоскости поляризации для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей равен: , для оптически активных растворов: , где  - расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе,  и  - удельное вращение,  - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

85. Искусственная анизотропия:

86. Двойное лучепреломление имеет место в естественных анизотропных средах. Но существует несколько способов сообщения оптической анизотропии естественно анизотропным веществам.

87. Мерой возникающей анизотропии служит разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей в направлении, перпендикулярном оптической оси.

88. 1)Одностороннее сжатие или растяжение (для кристаллов кубической формы, стекла и др.)

89. Мера анизотропии: 

90. 2)Электрическое поле (эффект Керра) (для жидкостей, аморфных тел и газов)

91. Мера анизотропии: 

92. 3)Магнитное поле (для жидкостей, стекол, коллоидов)

93. Мера анизотропии: 

95. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Излучение абсолютно черного те­ла. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

Тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты, называется черным. Следовательно, спектральная поглощательная способность черного тела для всех частот и температур тождественно равна единице (). Абсолютно черных тел в природе нет, однако такие тела, как сажа, платиновая чернь, черный бархат и некоторые другие, в определенном интервале частот по своим свойствам близки к ним.

Идеальной моделью черного тела является замкнутая полость с небольшим отвер­стием О, внутренняя поверхность которой зачернена (рис. 286). Луч света, попавший внутрь такой полости, испытывает многократные отражения от стенок, в результате чего интенсивность вышедшего излучения оказывается практически равной нулю. Опыт показывает, что при размере отверстия, меньшего 0,1 диаметра полости, пада­ющее излучение всех частот полностью поглощается. Вследствие этого открытые окна домов со стороны улицы кажутся черными, хотя внутри комнат достаточно светло из-за отражения света от стен.

Наряду с понятием черного тела используют понятие серого тела — тела, поглощательная способность которого меньше единицы, но одинакова для всех частот и зави­сит только от температуры, материала и состояния поверхности тела. Таким образом, для серого тела =A_T = const<l.

Исследование теплового излучения сыграло важную роль в создании квантовой теории света, поэтому необходимо рассмотреть законы, которым оно подчиняется.

97. 

98. Согласно закону смещения Вина,

99. (199.2)

100. т. е. длина волны _max, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости r_,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, b — постоянная Вина; ее экспериментальное значе­ние равно 2,910^–3 мК. Выражение (199.2) потому называют законом смещения Вина, что оно показывает смещение положения максимума функции r_,T по мере возрастания температуры в область коротких длин волн. Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинновол­новое излучение (например, переход белого каления в красное, при остывании металла).

Из закона Кирхгофа (см. (198.1)) следует, что спектральная плотность энергетическое светимости черного тела является универсальное функцией, поэтому нахождение ее явной зависимости от частоты и температуры является важной задачей теории тепло­вого излучения.

Австрийский физик И. Стефан (1835—1893), анализируя экспериментальные дан­ные (1879), и Л. Больцман, применяя термодинамический метод (1884), решили эту задачу лишь частично, установив зависимость энергетической светимости R_e от тем­пературы. Согласно закону Стефана — Больцмана,

(199.1)

т.е. энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры;  — постоянная Стефана — Больцмана: ее экспери­ментальное значение равно 5,6710^–8 Вт/(м²  К⁴).

Закон Стефана — Больцмана, определяя зависимость R_е от температуры, не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела. Из эксперимен­тальных кривых зависимости функции r_,T от длины волны  при различных температурах (рис. 287) следует, что распределение энергии в спектре черного тела является неравномерным. Все кривые имеют явно выраженный максимум, который по мере повышения температуры смещается в сторону более коротких волн. Площадь, ограниченная кривой зависимости r_,T от  и осью абсцисс, пропорциональна энер­гетической светимости R_e черного тела и, следовательно, по закону Стефана — Больц­мана, четвертой степени температуры.