双折射-黑体辐射课件

n1n2三、布儒斯特定律反射光与折射光都是部分偏振光。n1n2反射光为光振动垂直入射面的偏振光折射光为部分偏振光当时布儒斯特定律io布儒斯特角(Brewsterangle)，又称为起偏角。玻璃片堆玻片堆可作起偏器或检偏器上表面：io为布儒斯特角下表面：γ为布儒斯特角，反射光为偏振光。γγγγ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（ordinarylight)。o线e线·O光波阵面O光在各个方向n相同，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(extraordinarylight)。·e光波阵面e光在各个方向n不相同，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。①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(uniaxialcrystal)：

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(biaxialcrystal)

有两个光轴的晶体称为双轴晶体，如：云母。②单轴晶体与双轴晶体晶体中某光线与光轴组成的平面，叫该光线的主平面。③主平面(principalplane)④正晶体与负晶体在光轴方向上，o光和e光具有相同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(negativecrystal)（如方解石、红宝石）称为正晶体(positivecrystal)（如石英和冰）正晶体光轴uouee波面o波面若已知光轴、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(dichroism)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：晶体对相互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移动，故电磁波射入膜内，垂直长链方向的电矢量可通过，否则被吸收。偏振片的作用：①制作看立体电影用的眼镜片；②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；③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，下列说法正确的是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.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，则透射光的强度为：

A.I0B.I0/2C.I0/4D.I0cos2θB.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，观察到光的强度相同，则此二光源发光强度之比为：

A.3/4B.4/3C.1/3D.2C.例：若在空气中测得某种介质的起偏角为і0,根据布儒斯特定律，该介质的折射率为A.tgi0B.I0C.arctgi0D.无法确定A.tgi0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°，则入射角为：

A.32°B.28°C.60°D.58°D.58°1、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？第十五章量子力学基础第一节黑体辐射

(Blackbodyradiation)第一节黑体辐射

(Blackbodyradiation)①热辐射(Thermalradiation)

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为热辐射。1、有关辐射的基本概念②热平衡辐射在相同的时间内，物体吸收的能量=辐射的能量③辐出度单位时间内从物体单位表面积上发射的各种波长的能量的总和称为辐出度，用M（T）表示，单位为：W·m

-2

。单色辐出度:对某一单色光的辐出度,用Mλ(T)表示总辐出度：某一温度下物体对所有波长的辐出度λ--λ+dλ范围内的辐出度黑体模型如果一个物体对入射的电磁波能全部吸收，即称为黑体(blackbody)

。④黑体(blackbody)给黑体模型加热，由小孔处发出的辐射就是黑体辐射。

Mλ(T)1234λ(μm)1100K1300K1500K1700K2、黑体辐射实验定律黑体辐射能谱曲线σ=5.67×10-8W·m-2.K-4，称为斯特藩常数。M（T）=σT4

Mλ(T)

dλ(μm)1700KM（T）与绝对温度T的四次方成正比。①斯特藩—玻耳兹曼定律(Stefan-BoltzmannLaw)例：M

(T)=σT4=5.67×10-8×3064=497(W·m-2)P=sM(T)=1.73×497=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=2.898×10-3m·k，此结果称为维恩位移定律。

Mλ(T)1234λ(μm)1100K1300K1500K1700K每一曲线都对应一个辐射能量最大的波长(峰值波长)λm.λmλm=b/Tλm随温度升高向短波方向移动。②维恩位移定律(Wiendisplacementlaw)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λm=550nm(蓝绿色光)

，太阳表面的温度约为T=b/λm=5269kλm=b/308=93×10-7m=93000Å

在远红外线范围a、高温遥测：已知λm求出发光体的近似温度。b、已知温度,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,则两者辐出度之比为

。1：1例：两个黑体温度之比T1:T2=1:2,表面积之比S1:S2=2:1,则单色辐出度最强的波长λm1:λm2为

A.1:2B.2:1C.1:1D.不能确定。B.2:1例：两黑体表面积之比为S1:S2=2:1,温度之比为T1:T2=1:1,则两黑体单位时间内从表面上辐射的各种波长的总能量之比E1:E2为

A.1:1B.1:2C.2:1D.16:1C.2:1例：一个功率为100W的白灯泡，内装直径d=0.40mm，长L=30Cm的钨丝，求钨丝的温度。钨丝的表面积解：（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,ε0这个最小能量称为量子。①、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。②、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ε0的整数倍。（二）、普朗克能量子假设③、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行的。普朗克经验公式：C光速k=1.38×10-23J·S-1玻尔兹曼常数h=6.626×10-34J·S普朗克常数普朗克公式的推演①对普朗克公式求和，可推出斯—玻定律: