1、雙折射黑體輻射n1n2反射光為光振動(dòng)垂直入射面的偏振光折射光為局部偏振光當(dāng) 時(shí)布儒斯特定律io布儒斯特角(Brewster angle)，又稱為起偏角。玻璃片堆玻片堆可作起偏器或檢偏器上外表： io為布儒斯特角下外表：為布儒斯特角，反射光為偏振光。玻璃片堆玻片足夠多時(shí)透射光非常接近于偏振光，其振動(dòng)方向與入射面平行。玻片堆可作起偏器或檢偏器四、光的雙折射 (birefringence) 一束光線射向各向異性的晶體時(shí)，出現(xiàn)兩條折射光線的現(xiàn)象稱為雙折射。方解石1、雙折射兩折射光線的區(qū)別兩條折射光線分別稱為o光、e光，它們是偏振光。O光：遵守折射定律的光線叫做尋常光ordinary light)。o線

2、e線O光波陣面O光在各個(gè)方向n一樣，波速v=c/n，波陣面是球面。o線e線o線e線e光：不遵守折射定律的光，稱為非常光(extraordinary light)。e光波陣面e光在各個(gè)方向n不一樣，波速v=c/n，波陣面是橢球面。2、幾個(gè)相關(guān)概念 光軸是晶體內(nèi)的一個(gè)特殊方向，不是某一條直線，從晶體內(nèi)任一點(diǎn)都可以作出一條光軸。光軸：晶體內(nèi)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象的一個(gè)特殊方向ab單軸晶體(uniaxial crystal)： 只有一個(gè)光軸的晶體稱為單軸晶體 如：方解石，石英。光軸光軸雙軸晶體雙軸晶體 (biaxial crystal) 有兩個(gè)光軸的晶體稱為 雙軸晶體，如：云母。單軸晶體與雙軸晶體晶體中某光

3、線與光軸組成的平面，叫該光線的主平面。主平面(principal plane)正晶體與負(fù)晶體在光軸方向上，o 光和 e 光具有一樣的傳播速度和折射率；在垂直于光軸的方向上， o光和e光的傳播速度相差最大。主折射率光軸e波面o波面ueuo光軸負(fù)晶體稱為負(fù)晶體(negative crystal) 如方解石、紅寶石稱為正晶體(positive crystal)如石英和冰正晶體光軸uouee波面o波面 假設(shè)光軸、入射光方向即可由惠更斯原理確定兩個(gè)折射光線的傳播方向，從而解釋雙折射現(xiàn)象的產(chǎn)生。3、用惠更斯原理解釋晶體的雙折射現(xiàn)象垂直入射光波 斜入射光波下面以負(fù)晶體方解石為例，如五、二向色性(dichro

4、ism)如電氣石晶片，僅1mm厚就可把o光完全吸收，讓e線通過，因此電氣石晶片可作為起偏器、檢偏器。二向色性：晶體對(duì)互相垂直的兩個(gè)光振動(dòng)有選擇性吸收的性能。人造偏振片 最常用的偏振片是H偏振片，偏振片以含有長(zhǎng)碳?xì)滏湹乃芰蠟榛?，讓其鏈上附著碘原子，提供電子，電子只能沿長(zhǎng)鏈方向挪動(dòng)，故電磁波射入膜內(nèi)，垂直長(zhǎng)鏈方向的電矢量可通過，否那么被吸收。偏振片的作用：制作看立體電影用的眼鏡片；用在汽車前燈和擋風(fēng)玻璃上，以減弱對(duì)方 刺眼的車前燈亮度；作糖量計(jì)的起偏器、檢偏器。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉、片子可造得很大。 例： 關(guān)于波的偏振現(xiàn)象，以下說法正確的選項(xiàng)是A.波具有偏振現(xiàn)象說明該波是縱波；B.單色光一定是偏振光；C.

5、偏振光一定是單色光；D.偏振光可以是單色光，也可以是 復(fù)色光D 例： 光的偏振現(xiàn)象證實(shí)： A.光是橫波 B.光是縱波； C.光是電磁波。A.光是橫波 例：從鈉光燈發(fā)出的單色光，強(qiáng)度為I0，照射在偏振片上，那么 透射光的強(qiáng)度為： 0 B. I0/2 C. I00cos2B. I0/2 例：當(dāng)兩偏振片透射軸夾角由30變成45時(shí)，變化前后透射光強(qiáng)度之比為C. 3D. 2B.B. 例： 用透射軸夾角為30的兩偏振片看一光源，再用透射軸夾角為60的兩偏振片看同一位置的另一光源，觀察到光的強(qiáng)度一樣，那么此二光源發(fā)光強(qiáng)度之比為： C. 例：假設(shè)在空氣中測(cè)得某種介質(zhì)的起偏角為0, 根據(jù)布儒斯特定律，該介質(zhì)的折

6、射率為0 B. I00 D.無(wú)法確定0 例：一束太陽(yáng)光以某一入射 角射在平面玻璃上，這時(shí)反射光 為完全偏振光，透射光的折射角 為 32，那么入射角為： A. 32 B.28 C. 60 D.58D.581、人可以輻射電磁波嗎？2、通常低溫狀態(tài)看到鐵塊的顏色 是黑色，但對(duì)其加熱，隨著溫度的 升高，鐵塊會(huì)由黑色逐漸轉(zhuǎn)為暗紅 色、紅色、黃色甚至白色，為什么？第十五章 量子力學(xué)根底第一節(jié) 黑體輻射(Black body radiation)第一節(jié) 黑體輻射(Black body radiation) 熱輻射(Thermal radiation) 一、黑體輻射 由于原子分子熱運(yùn)動(dòng)引起的輻射電磁波的現(xiàn)象稱

7、為熱輻射。1、有關(guān)輻射的根本概念 熱平衡輻射在一樣的時(shí)間內(nèi)，物體吸收的能量=輻射的能量 輻出度單位時(shí)間內(nèi)從物體單位外表積上發(fā)射的各種波長(zhǎng)的能量的總和稱為輻出度，用MT表示，單位為：Wm -2 。 單色輻出度: 對(duì)某一單色光的輻出度,用M (T)表示總輻出度：某一溫度下物體對(duì)所有波長(zhǎng)的輻出度-+d范圍內(nèi)的輻出度黑體模型 假設(shè)一個(gè)物體對(duì)入射的電磁波能全部吸收，即稱為黑體(black body) 。 黑體(black body)給黑體模型加熱，由小孔處發(fā)出的輻射就是黑體輻射。 M (T)1 2 3 4 (m)1100K1300K1500K1700K2、黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律黑體輻射能譜曲線= 5.6710

8、-8 Wm-2.K-4，稱為斯特藩常數(shù)。MT=T 4 M (T) d (m)1700KMT與絕對(duì)溫度T的四次方成正比。斯特藩玻耳茲曼定律(Stefan-Boltzmann Law)例：M (T)=T 4=5.6710-8 3064=497(Wm-2)497=860(W)理論證明:當(dāng)黑體的溫度T,周圍環(huán)境溫度為Ts書P282凈功率b=2.89810-3 mk，此結(jié)果稱為維恩位移定律。 M (T)1 2 3 4 (m)1100K1300K1500K1700K 每一曲線都對(duì)應(yīng)一個(gè)輻射能量最大的波長(zhǎng) (峰值波長(zhǎng)) m.mm = b/Tm隨溫度升高向短 波方向挪動(dòng)。維恩位移定律(Wien displac

9、ement law)維恩位移定律的作用如人體體表溫度為35(308k)，其輻射電磁波的峰值波長(zhǎng)如太陽(yáng)的m=550nm (藍(lán)綠色光) ，太陽(yáng)外表的溫度約為T = b/m =5269km =b/308=9310-7m =93000 在遠(yuǎn)紅外線范圍a、高溫遙測(cè)：m求出發(fā)光體的近似溫度。b、溫度,確定物體輻射電磁波的波長(zhǎng)范圍。 例：一黑體溫度為To, 面積為So,另一黑體溫度為To ,面積為2So ,那么兩者輻出度之比為 。 1：1 例：兩個(gè)黑體溫度之比 T1:T2 =1:2, 外表積之比 S1:S2=2:1, 那么單色輻出度最強(qiáng)的波長(zhǎng)m1:m2為 A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D.不能確

10、定。B. 2:1 例：兩黑體外表積之比為S1:S2=2:1,溫度之比為 T1:T2=1:1, 那么兩黑體單位時(shí)間內(nèi)從外表上輻射的各種波長(zhǎng)的總能量之比E1:E2為 A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.16:1C.2:1 例：一個(gè)功率為100W的白燈泡，內(nèi)裝直徑，長(zhǎng)L=30Cm的鎢絲，求鎢絲的溫度。鎢絲的外表積解：一、用經(jīng)典理論解釋黑體輻射的能量公式1、瑞利金斯公式二、普朗克能量子假設(shè)此公式只在長(zhǎng)波區(qū)域與曲線相符，短波時(shí)與實(shí)驗(yàn)完全不符。此公式在短波區(qū)與曲線相符，長(zhǎng)波時(shí)誤差太大。2、維恩輻射公式式中n=1、2、3為正整數(shù)，稱為量子數(shù),0這個(gè)最小能量稱為量子。、組成黑體腔壁的分子、原子可看作是帶電的線性諧振子，可以吸收和輻射電磁波。、諧振子只能處于某些特定的能量狀態(tài)，每一狀態(tài)的能量只能是最小能量0的整數(shù)倍。二、普朗克能量子假設(shè)、振子從這些狀態(tài)之一躍遷到其它一個(gè)狀態(tài)時(shí)，才輻射或吸收能量。在輻射或吸收能量時(shí)，只能是這個(gè)最小能量單元的整數(shù)倍，而且是一份一份地按不連續(xù)的方式進(jìn)展的。普朗克經(jīng)歷公式：C 光速k =1.3810-23JS-1 玻爾茲曼常數(shù) h=6.626 10-34JS 普朗克常數(shù)普朗克公式的推演對(duì)普朗克公式求和，可推出斯玻定律:M (T)=T 4對(duì)