Малюса закон

зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через анализатор от угла α между плоскостями поляризации падающего света и анализатора (см. Поляризация света, Поляризационные приборы). Установлен Э. Л. Малюсом в 1810. Если I 0 и I — соответственно интенсивности падающего на анализатор и выходящего из него света, то, согласно М. з., I = I0cos2 α.

40) Поглощением (абсорбацией) света называется явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе вследствие преобразования энергии волны в другие виды энергии.

Рассеяние света - явление, при котором свет, распространяющийся в среде, отклоняется по всевозможным направлениям.

Закон Бугера:

41) Преломление света — явление, при котором луч света, переходя из одной среды в другую, изменяет направление на границе этих сред.

Элементарная или электронная теория дисперсии света объясняется с помощью электронной теории Лоренца: дисперсия света рассматривается как результат взаимодействия электромагнитных волн с заряженными частицами, входящими в состав вещества и совершающими вынужденные колебания в переменном электромагнитном поле волны.

42) Вращение плоскости поляризации — если в установке, изображенной на рисунке, поляризатор и анализатор поставлены так, что их плоскости колебаний скрещены (скрещенные николи), то при отсутствии пластинки P свет от источника I не будет проходить через анализатор.

8)Электрическое смещение — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации (Кл/м²).

Поток вектора D сквозь поверхность:

Теорема Остроградского − Гаусса:

Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду.

Напряженность электростатического поля, как следует из ранее полученной формулы E=E₀/ε, зависит от свойств среды: в однородной изотропной среде напряженность поля Е обратно пропорциональна ε. Вектор напряженности Е, при переходе через границу диэлектриков, испытывает скачкообразное изменение, тем самым делая неудобства при расчетах электростатических полей. Поэтому необходимо помимо вектора напряженности характеризовать поле еще вектором электрического смещения, который для электрически изотропной среды, по определению, равен

Главная задача электростатики – расчет электрических полей, то есть в различных электрических аппаратах, кабелях, конденсаторах, и т.д. Эти расчеты сами по себе не просты, да еще наличие разного сорта диэлектриков и проводников еще более усложняют задачу.

Для упрощения расчетов была введена новая векторная величина – вектор электрического смещения (электрическая индукция):

(1)

(2)

Граничные условия для нормальных составляющих векторов D и E следуют из теоремы Гаусса. Выделим вблизи границы раздела замкнутую поверхность в виде цилиндра

Граничные условия для касательных составляющих векторов D и E следуют из соотношения, описывающего циркуляцию вектора напряженности электрического поля.

Преломление линий электрического поля. Из граничных условий для соответствующих составляющих векторов E и D следует, что при переходе через границу раздела двух диэлектрических сред линии этих векторов преломляются /

36) Дифракция Фраунгофера, имеющая большое практическое значение, наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию. Чтобы этот тип дифракции осуществить, достаточно точечный источник света поместить в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием.

Принцип Гюйгенса - Френеля в рамках волновой теории должен был ответить на вопрос о прямолинейном распространении света. Френель решил эту задачу, рассмотрев взаимную интерференцию вторичных волн и применив прием, получивший название метода зов Френеля.

Различия: Дифра́кция Френе́ля — дифракционная картина, которая наблюдается на небольшом расстоянии от препятствия, по условиям, когда основной вклад в интерференционную картину дают границы экрана. Дифракция Фраунгофера — случай дифракции, при котором дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды. Расстояние должно быть таким, что бы можно было пренебречь в выражении для разности фаз членами порядка, что сильно упрощает теоретическое рассмотрение явления. Здесь z — расстояние от отверстия или преграды до плоскости наблюдения, λ — длина волны излучения, а ρ — радиальная координата рассматриваемой точки в плоскости наблюдения в полярной системе координат. Иными словами, дифракция Фраунгофера наблюдается тогда, когда число зон Френеля, при этом приходящие в точку волны являются практически плоскими. При наблюдении данного вида дифракции изображение объекта не искажается и меняет только размер и положение в пространстве. В противоположность этому, при дифракции Френеля изображение меняет также свою форму и существенно искажается.

Дифракционные явления Фраунгофера имеют большое практическое значение, лежат в основе принципа действия многих спектральных приборов, в частности, дифракционных решёток. В последнем случае для наблюдения светового поля «в бесконечности» используются линзы или вогнутые дифракционные решетки (соответственно, экран ставится в фокальной плоскости).

Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции. Примеры вычисления напряжённости. Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.Закон Куло́на — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела.Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции.

Энергия взаимодействия электрических зарядов. Потенциал. Связь между потенциалом и напряжённостью электрического поля. Градиент. Примеры вычисления потенциала.

Электрический диполь во внешнем электростатическом поле. Потенциал и напряжённость электрического поля диполя. Рассчитаем силу, действующую на электрический диполь во внешнем электростатическом поле . На рис 2.3 - радиус-вектор точки расположения отрицательного заряда диполя, а - радиус-вектор точки расположения положительного заряда диполя. Суммарная сила, действующая на рассматриваемую систему электрических зарядов описывается выражением: . напряженность и потенциал электрического поля определяются по известным формулам

Циркуляция и поток векторного поля. Интегральные теоремы для электростатического поля. Примеры вычисления напряжённости электростатического поля с помощью теоремы Остроградского–Гаусса.

Проводник в электростатическом поле. Электрическое поле внутри и снаружи проводника. Проводниками называют материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого внешнего электрического поля. При помещении проводников во внешнее электрическое поле, свободные заряды начинают перемещаться в этом поле, если в объем проводника был дополнительно внесен некоторый заряд, то под действием этого внешнего поля, этот дополнительный заряд распределиться по поверхности проводника. Внутри проводника Е=0. Поместим металлический провод­ник во внешнее электростатическое поле или сообщим ему ка­кой-нибудь заряд. В обоих случаях на все заряды проводника будет действовать электрическое поле, в результате чего все электроны сместятся против поля. Так как внутри проводника Е = 0, то и поток вектора Е сквозь любую замкнутую поверх­ность внутри проводника также равен нулю. А это и значит, что внутри проводника избыточных зарядов нет. Избыточные заряды появляются лишь на поверхности про­водника. Отсутствие поля внутри проводника означает, что потенциал j в проводнике одинаков во всех его точ­ках, т. е. любой проводник в электростатическом поле пред­ставляет собой эквипотенциальную область.

Типы поляризации диэлектриков. Электрическое поле в диэлектрике. Вектор поляризованности диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость.

Сегнетоэлектрики- кристаллические диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая существенно изменяется под влиянием внешних воздействий.

Вектор электрического смещения и его свойства. Теорема Остроградского–Гаусса для вектора смещения. Условия для напряжённости и смещения на границе раздела диэлектрических сред.

Электроёмкость проводника и системы проводников. Конденсаторы. Ёмкость плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов. Электроемкость — скалярная, физическая величина характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. Если два проводника имеют такую форму, что создаваемое ими электрическое поле сосредоточено в ограниченной области пространства, то образованная ими система носит название конденсатора, а сами проводники называют обкладками конденсатора. -выражение для емкости плоского конденсатора. - выражение для емкости целендрического конденсатора -выражение для емкости сферического конденсатора.

Энергия заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля в вакууме и диэлектрике. Плотность энергии.

Электрический ток в металлах. Законы Ома и Джоуля–Ленца (в интегральной и дифференциальной форме). Движение электронов в металлах с точки зрения классической физики. Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действиемэлектрического поля. - Закон Ома в интегральной форме для однородного участка цепи (не содержащего ЭДС) - это запись закона Ома в дифференциальной форме. Здесь – удельная электропроводность. - выражает закон Джоуля-Ленца в интегральной форме. ­ выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.

Цепи постоянного тока. Сторонние силы и ЭДС. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа.

Электрический ток в жидкостях (электролитах). Диссоциация и рекомбинация. Законы Ома и Фарадея для электролитов. Ионная проводимость- упорядоченное движение ионов под действием внешнего эл.поля; существует в электролитах; прохождение эл.тока связано с переносом вещества. Электронная проводимость - также в небольшой мере присутствует в электролитах, но в основном характеризует электропроводимость жидких металлов.Ионы в электролите движутся хаотически до тех пор, пока в жидкость не опускаются электроды, между которыми существует разность потенциалов. Тогда на хаотическое движение ионов накладывается их упорядоченное движение к соответствующим электродам и в электролите возникает эл. ток. электролитическая диссоциация — распад молекулы электролита на ионы под воздействием молекул растворителя. Рекомбинация - процесс, обратный ионизации. Состоит в захвате ионом свободного электрона. Рекомбинация приводит к уменьшению заряда иона или к превращению иона в нейтральный атом или молекулу. Считается, что для электролита закон Ома выполняется. Однако для всей цепи закон Ома не выполняется из-за скачков потенциала на электродах. (сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратнопропорциональна сопротивлению".) 1-й закон Фарадея­ масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит: M = k*q = k*I* t, где I - ток, t - время, k - коэффициент пропорциональности, называемый электрохимическим эквивалентом вещества. k численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряд.

Силы Ампера и Лоренца. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамикедействует на точечную заряженную частицу. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Вектор магнитной индукции — векторная физическая величина, направление которой в данной точке совпадает с направлением, указываемым в этой точке северным полюсом свободной магнитной стрелки

Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле. Определение удельного заряда частиц.

Контур с током во внешнем магнитном поле. Магнитный момент. При помещении контура с током во внешнее однородное магнитное поле на каждый элемент контура будет действовать сила Ампера. МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ - физ. величина, характеризующая магн. свойства системы заряж. частиц (или отд. частицы) и определяющая наряду с др. мультипольными моментами (дипольным электрич. моментом, квадрупольным моментом и т. д., см. Мулътиполи)взаимодействие системы с внеш. эл--магн. полями и с др. подобными системами.

Магнитное поле движущегося заряда. Закон Био–Савара–Лапласа. Принцип суперпозиции. Примеры вычисления магнитной индукции.

Теоремы о циркуляции и потоке вектора магнитной индукции. Примеры вычисления магнитного поля с помощью теоремы о циркуляции (поле соленоида и тороида). Из закона Био — Савара — Лапласа можно вывести утверждение, что циркуляция магнитной индукции вдоль любого замкнутого контура определяется алгебраической сум­мой токов, охватываемых этим контуром (т. е. током, проходящим через натянутую на контур поверхность): В dl = fj,Q /охв = А*о J j ' ds, Т еорема Гаусса для магнитного поля. Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) через любую замкнутую поверхность равен нулю: В • ds = 0. Это означает, что линии магнитной индукции всюду непрерывны, т. е. не существует магнитных зарядов, на которых бы начинались или оканчивались линии поля. Найдем с помощью теоремы о циркуляции, индукцию магнитного поля внутри соленоида. Рассмотрим соленоид длиной l, который имеет N витков, и по которому течет ток. Будем считать длину соленоида во много раз больше, чем диаметр его витков. Экспериментальное изучение магнитного поля соленоида показывает, что внутри соленоида поле однородно, вне соленоида — неоднородно и практически отсутствует.. Чем соленоид длиннее, тем магнитная индукция вне его меньше. Поэтому приближенно можно полагать, что поле бесконечно длинного соленоида сосредоточено целиком внутри него, а поле соленоида можно не учитывать. Для вычисления магнитной индукции В выберем замкнутый прямоугольный контур ABCDA,. Циркуляция вектора Впо замкнутому контуру ABCDA, который охватывает все N витков, используя формулу циркуляции вектора В, будет Интеграл по ABCDA можно разложить на четыре интеграла: по АВ, ВС, CD и DA. На участках АВ и CD контур и линии магнитной индукции перпендикулярны. На участке вне соленоида B=0. На участке DA циркуляция вектора В равна В l значит, (1) Из (1) приходим к формуле магнитной индукции поля внутри соленоида (в вакууме): (2) Мы видим, что поле внутри соленоида однородно. Но отметим, что вывод этой формулы не совсем корректен. Корректно найти поле внутри соленоида можно, используя закон Био — Савара — Лапласа; в результате получается такая же формула (2). Важное практическое значение имеет также магнитное поле тороида — кольцевой катушки, у которой витки намотаны на сердечник, который имеет форму тора. Магнитное поле, как известно из опыта, сосредоточено внутри тороида, а вне его поле равно нулю. В данном случае линии магнитной индукции, как следует из соображений симметрии, есть окружности, у которых центры расположены по оси тороида. В качестве контура возьмем одну такую окружность радиуса r. Тогда, используя теорему о циркуляции, B•2πr=μ0NI, откуда следует, что магнитная индукция внутри тороида (в вакууме) где N — число витков тороида. Если контур проходит вне тороида, то токов он не охватывает и B•2πr = 0. Следовательно, что поле вне тороида отсутствует (что показывает и опыт).

Магнитомеханические явления. Атомы в магнитном поле. Классическая модель парамагнетизма и диамагнетизма. Вектор намагниченности.

Вектор напряжённости магнитного поля и его свойства. Теорема о циркуляции вектора напряжённости магнитного поля. Условия для векторов магнитного поля на границе раздела магнетиков.

Ферромагнетизм. магнитоупорядоченное состояние в-ва, при к-ром все магн. моменты ат. носителей магнетизма в в-ве параллельны и оно обладает самопроизвольной намагниченностью.

Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность.

Энергия соленоида с током. Энергия магнитного поля в вакууме и в веществе. Плотность энергии.

Квазистационарные токи. Элементы цепей переменного тока. Вынужденные электрические колебания. Квазистационарный ток, относительно медленно изменяющийся переменный ток, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянных токов Элементы - резистор, конденсатор, катушка индуктивности. Вынужденные электрические колебания — это периодические изменения силы тока в контуре и других электрических величин под действием переменной ЭДС от внешнего источника.

Свободные затухающие электрические колебания

Вихревое электрическое поле. Дифференциальная форма закона электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле­Это электрические поля возникающие в электрических проводниках в следствие движения МАГНИТНОГО поля относительно этих проводников.. В дифференциальной форме закон Фарадея можно записать в следующем виде: (в системе СИ) в системе СГС).или с помощью эквивалентной формулы: Здесь — напряжённость электрического поля, — магнитная индукция, — произвольная площадка, — её граница.

Дивергенция векторного поля. Дифференциальная форма теорем о потоке векторов электрического и магнитного поля.

Ток смещения. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Ток смещения-величина пропорциональная скорости изменения переменного электрического поля в диэлектрике или вакууме Электрическое и магнитные поля тесно связаны между собой. В природе существует электромагнитное поле - чисто электрические и чисто магнитные поля являются лишь его частными случаями. Изменяющиеся электрические и магнитные поля индуктируют друг друга.(под изменением поля надо понимать не только изменение его интенсивности, но и движение поля как целого).