双折射黑体辐射

1、双折射黑体辐射n1n2反射光为光振动垂直入射面的偏振光折射光为局部偏振光当 时布儒斯特定律io布儒斯特角(Brewster angle)，又称为起偏角。玻璃片堆玻片堆可作起偏器或检偏器上外表： io为布儒斯特角下外表：为布儒斯特角，反射光为偏振光。玻璃片堆玻片足够多时透射光非常接近于偏振光，其振动方向与入射面平行。玻片堆可作起偏器或检偏器四、光的双折射 (birefringence) 一束光线射向各向异性的晶体时，出现两条折射光线的现象称为双折射。方解石1、双折射两折射光线的区别两条折射光线分别称为o光、e光，它们是偏振光。O光：遵守折射定律的光线叫做寻常光ordinary light)。o线

2、e线O光波阵面O光在各个方向n一样，波速v=c/n，波阵面是球面。o线e线o线e线e光：不遵守折射定律的光，称为非常光(extraordinary light)。e光波阵面e光在各个方向n不一样，波速v=c/n，波阵面是椭球面。2、几个相关概念 光轴是晶体内的一个特殊方向，不是某一条直线，从晶体内任一点都可以作出一条光轴。光轴：晶体内不发生双折射现象的一个特殊方向ab单轴晶体(uniaxial crystal)： 只有一个光轴的晶体称为单轴晶体 如：方解石，石英。光轴光轴双轴晶体双轴晶体 (biaxial crystal) 有两个光轴的晶体称为 双轴晶体，如：云母。单轴晶体与双轴晶体晶体中某光

3、线与光轴组成的平面，叫该光线的主平面。主平面(principal plane)正晶体与负晶体在光轴方向上，o 光和 e 光具有一样的传播速度和折射率；在垂直于光轴的方向上， o光和e光的传播速度相差最大。主折射率光轴e波面o波面ueuo光轴负晶体称为负晶体(negative crystal) 如方解石、红宝石称为正晶体(positive crystal)如石英和冰正晶体光轴uouee波面o波面 假设光轴、入射光方向即可由惠更斯原理确定两个折射光线的传播方向，从而解释双折射现象的产生。3、用惠更斯原理解释晶体的双折射现象垂直入射光波 斜入射光波下面以负晶体方解石为例，如五、二向色性(dichro

4、ism)如电气石晶片，仅1mm厚就可把o光完全吸收，让e线通过，因此电气石晶片可作为起偏器、检偏器。二向色性：晶体对互相垂直的两个光振动有选择性吸收的性能。人造偏振片 最常用的偏振片是H偏振片，偏振片以含有长碳氢链的塑料为基底，让其链上附着碘原子，提供电子，电子只能沿长链方向挪动，故电磁波射入膜内，垂直长链方向的电矢量可通过，否那么被吸收。偏振片的作用：制作看立体电影用的眼镜片；用在汽车前灯和挡风玻璃上，以减弱对方 刺眼的车前灯亮度；作糖量计的起偏器、检偏器。优点：价廉、片子可造得很大。 例： 关于波的偏振现象，以下说法正确的选项是A.波具有偏振现象说明该波是纵波；B.单色光一定是偏振光；C.

5、偏振光一定是单色光；D.偏振光可以是单色光，也可以是 复色光D 例： 光的偏振现象证实： A.光是横波 B.光是纵波； C.光是电磁波。A.光是横波 例：从钠光灯发出的单色光，强度为I0，照射在偏振片上，那么 透射光的强度为： 0 B. I0/2 C. I00cos2B. I0/2 例：当两偏振片透射轴夹角由30变成45时，变化前后透射光强度之比为C. 3D. 2B.B. 例： 用透射轴夹角为30的两偏振片看一光源，再用透射轴夹角为60的两偏振片看同一位置的另一光源，观察到光的强度一样，那么此二光源发光强度之比为： C. 例：假设在空气中测得某种介质的起偏角为0, 根据布儒斯特定律，该介质的折

6、射率为0 B. I00 D.无法确定0 例：一束太阳光以某一入射 角射在平面玻璃上，这时反射光 为完全偏振光，透射光的折射角 为 32，那么入射角为： A. 32 B.28 C. 60 D.58D.581、人可以辐射电磁波吗？2、通常低温状态看到铁块的颜色 是黑色，但对其加热，随着温度的 升高，铁块会由黑色逐渐转为暗红 色、红色、黄色甚至白色，为什么？第十五章 量子力学根底第一节 黑体辐射(Black body radiation)第一节 黑体辐射(Black body radiation) 热辐射(Thermal radiation) 一、黑体辐射 由于原子分子热运动引起的辐射电磁波的现象称

7、为热辐射。1、有关辐射的根本概念 热平衡辐射在一样的时间内，物体吸收的能量=辐射的能量 辐出度单位时间内从物体单位外表积上发射的各种波长的能量的总和称为辐出度，用MT表示，单位为：Wm -2 。 单色辐出度: 对某一单色光的辐出度,用M (T)表示总辐出度：某一温度下物体对所有波长的辐出度-+d范围内的辐出度黑体模型 假设一个物体对入射的电磁波能全部吸收，即称为黑体(black body) 。 黑体(black body)给黑体模型加热，由小孔处发出的辐射就是黑体辐射。 M (T)1 2 3 4 (m)1100K1300K1500K1700K2、黑体辐射实验定律黑体辐射能谱曲线= 5.6710

8、-8 Wm-2.K-4，称为斯特藩常数。MT=T 4 M (T) d (m)1700KMT与绝对温度T的四次方成正比。斯特藩玻耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann Law)例：M (T)=T 4=5.6710-8 3064=497(Wm-2)497=860(W)理论证明:当黑体的温度T,周围环境温度为Ts书P282净功率b=2.89810-3 mk，此结果称为维恩位移定律。 M (T)1 2 3 4 (m)1100K1300K1500K1700K 每一曲线都对应一个辐射能量最大的波长 (峰值波长) m.mm = b/Tm随温度升高向短 波方向挪动。维恩位移定律(Wien displac

9、ement law)维恩位移定律的作用如人体体表温度为35(308k)，其辐射电磁波的峰值波长如太阳的m=550nm (蓝绿色光) ，太阳外表的温度约为T = b/m =5269km =b/308=9310-7m =93000 在远红外线范围a、高温遥测：m求出发光体的近似温度。b、温度,确定物体辐射电磁波的波长范围。 例：一黑体温度为To, 面积为So,另一黑体温度为To ,面积为2So ,那么两者辐出度之比为 。 1：1 例：两个黑体温度之比 T1:T2 =1:2, 外表积之比 S1:S2=2:1, 那么单色辐出度最强的波长m1:m2为 A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D.不能确

10、定。B. 2:1 例：两黑体外表积之比为S1:S2=2:1,温度之比为 T1:T2=1:1, 那么两黑体单位时间内从外表上辐射的各种波长的总能量之比E1:E2为 A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.16:1C.2:1 例：一个功率为100W的白灯泡，内装直径，长L=30Cm的钨丝，求钨丝的温度。钨丝的外表积解：一、用经典理论解释黑体辐射的能量公式1、瑞利金斯公式二、普朗克能量子假设此公式只在长波区域与曲线相符，短波时与实验完全不符。此公式在短波区与曲线相符，长波时误差太大。2、维恩辐射公式式中n=1、2、3为正整数，称为量子数,0这个最小能量称为量子。、组成黑体腔壁的分子、原子可看作是带电的线性谐振子，可以吸收和辐射电磁波。、谐振子只能处于某些特定的能量状态，每一状态的能量只能是最小能量0的整数倍。二、普朗克能量子假设、振子从这些状态之一跃迁到其它一个状态时，才辐射或吸收能量。在辐射或吸收能量时，只能是这个最小能量单元的整数倍，而且是一份一份地按不连续的方式进展的。普朗克经历公式：C 光速k =1.3810-23JS-1 玻尔兹曼常数 h=6.626 10-34JS 普朗克常数普朗克公式的推演对普朗克公式求和，可推出斯玻定律:M (T)=T 4对