Решение задачи: Поляризация света. Закон Малюса. Билет №8

Билет №8 Вопрос 1. Поляризация света. Виды поляризованного света. Закон Малюса. Поляризация света — это процесс упорядочивания колебаний вектора напряженности электрического поля \( \vec{E} \) световой волны в плоскости, перпендикулярной направлению распространения луча. Виды поляризованного света: 1. Плоскополяризованный (линейно поляризованный) — колебания вектора \( \vec{E} \) происходят только в одной определенной плоскости. 2. Частично поляризованный — в световом пучке одно направление колебаний является преимущественным, но присутствуют и другие. 3. Поляризованный по кругу или эллипсу — вектор \( \vec{E} \) вращается вокруг линии распространения света, описывая окружность или эллипс. Закон Малюса: Интенсивность света \( I \), прошедшего через поляризатор, прямо пропорциональна произведению интенсивности падающего плоскополяризованного света \( I_0 \) на квадрат косинуса угла \( \alpha \) между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью пропускания поляризатора: \[ I = I_0 \cdot \cos^2 \alpha \] Вопрос 2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники — это вещества, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Основное свойство — сильная зависимость проводимости от температуры и наличия примесей. Собственная проводимость — это проводимость чистых полупроводников (без примесей). Она осуществляется за счет движения свободных электронов и дырок, возникающих при разрыве ковалентных связей (например, при нагревании). Число электронов равно числу дырок. Примесная проводимость возникает при введении в полупроводник атомов других элементов: 1. Электронная (n-типа) — возникает при введении донорной примеси (с большей валентностью). Основные носители заряда — электроны. 2. Дырочная (p-типа) — возникает при введении акцепторной примеси (с меньшей валентностью). Основные носители заряда — дырки. Задача. Вычислить энергию связи ядра изотопа водорода дейтерия \( {}_1^2H = d \). Дано: \( m_p = 1,007276 \) а.е.м. \( m_n = 1,008665 \) а.е.м. \( M_d = 2,013553 \) а.е.м. \( c^2 \cdot 1 \text{ а.е.м.} = 931,5 \) МэВ Найти: \( E_{св} \) — ? Решение: Энергия связи определяется по формуле: \[ E_{св} = \Delta m \cdot c^2 \] Где \( \Delta m \) — дефект массы, который для ядра дейтерия (состоит из 1 протона и 1 нейтрона) равен: \[ \Delta m = (m_p + m_n) - M_d \] 1. Вычислим дефект массы: \[ \Delta m = (1,007276 + 1,008665) - 2,013553 \] \[ \Delta m = 2,015941 - 2,013553 = 0,002388 \text{ а.е.м.} \] 2. Вычислим энергию связи в МэВ: \[ E_{св} = 0,002388 \cdot 931,5 \approx 2,224422 \text{ МэВ} \] Ответ: \( E_{св} \approx 2,22 \) МэВ.