12 Definicja temperatury.

8.Zjawisko skręcania płaszczyzny polaryzacji.

Po wstawieniu między skrzyżowane nikole płytki kwarcowej wyciętej prostopadle do osi optycznej możemy wiązkę światła całkowicie wygasić przez obrót analizatora o pewien kąt. Wynika stąd, że światło wychodzące z takiej płytki kwarcowej jest spolaryzowane liniowo, przy czym płaszczyzna polaryzacji jest skręcona o pewien kąt w stosunku do płaszczyzny polaryzacji światła padającego na płytkę. Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji równa się kątowi o jaki musimy skręcić analizator, aby uzyskać całkowite wygaszenie. Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest wprost proporcjonalny do grubości płytki.

Miarą zdolności skręcającej [ ₀ ] danego ciała jest stosunek kąta skręcenia do grubości płytki L.

14 Zerowa zasada termodynamiki.

Zerowa zasada termodynamiki głosi, że:

Jeśli układy A i B mogące ze sobą wymieniać ciepło są ze sobą w równowadze termodynamicznej, i to samo jest prawdą dla układów B i C, to układy A i C również są ze sobą w równowadze termodynamicznej. Przez równowagę termodynamiczną rozumiemy stan, który w danych warunkach układ osiąga i już go w tych warunkach nie zmienia.

Z zerowej zasady wynika istnienie temperatury empirycznej. Istnieje mianowicie taka wielkość fizyczna β, która jest równa dla układów A i B, będących ze sobą w równowadze termodynamicznej. W rzeczywistości takie określenie nie oznacza jeszcze znanej nam temperatury T: β może być dowolną funkcją T.

Zerowa zasada termodynamiki stwierdza także, że ciało w równowadze termodynamicznej ma wszędzie tę samą temperaturę.

25 Druga zasada termodynamiki.

Perpetuum mobile II rodzaju - to cykliczna maszyna, która zamienia energię cieplną na pracę mechaniczną bez wzrostu całkowitej entropii. Taką maszyną byłby np. silnik cieplny pobierający z otoczenia, jako energię napędową ciepło, które następnie zamieniane byłoby całkowicie na pracę. Silnik taki nie oddawałby ciepła do otoczenia, a jego sprawność wynosiłaby 100%

Działanie tego typu maszyny nie przeczyłoby zasadzie zachowania energii, ale zaprzeczałoby drugiej zasadzie termodynamiki

33.Absorpcja, emisja spontaniczna i wymuszona.

Absorpcja to proces polegający na wnikaniu cząsteczek, atomów lub jonów do wnętrza innej substancji tworzącej dowolną fazę ciągłą. Mechanizm absorpcji polega na podziale absorbowanego składnika pomiędzy dwie fazy (ośrodki) objętościowe. Zjawisko to opisuje prawo podziału Nernsta, a w szczególnym przypadku równowagi gaz/ciecz prawo Henry'ego.

Emisja spontaniczna zachodzi wtedy, gdy elektrony znajdujące się na poziomach wzbudzonych w sposób spontaniczny wracają na niższe poziomy energetyczne, emitując przy tym fotony. Zjawisko występuje powszechnie i odpowiada za niemal każde świecenie ciał, np. gazów rozgrzanych, wzbudzonych atomów, ciał ciekłych i stałych, a także urządzeń elektronicznych takich jak diody elektroluminescencyjne (LED).

Liczba emisji spontanicznych ciała, w którym w stanie wzbudzonym jest N atomów określona jest wzorem:

,

gdzie A₂₁ jest stałym dla danego przejścia w danym atomie współczynnikiem emisji (stała wprowadzona przez Einsteina).

Przy braku nowych wzbudzeń prowadzi to do równania określajacego liczbę atomów pozostających w stanie wzbudzenia:

,

gdzie: N(0) początkowa liczba wzbudzonych atomów , τ₂₁ jest czasem życia i wiąże się ze współczynnikiem A, τ₂₁ = (A₂₁)^-1.

emisja wymuszona (stymulowana, indukowana) to proces emisji fotonów przez materię w wyniku oddziaływania z innym fotonem. Foton inicjujący emisję nie jest pochłaniany przez materię, wytwarzany foton ma fazę i częstotliwość taką samą jak foton oryginalny. Zjawisko to odgrywa ważną rolę w emisji fotonów przez ciała, a szczególne znaczenie odgrywa w laserach, będąc podstawą ich działania.

Zjawisko to zostało przewidziane przez Alberta Einsteina, który zauważył, że bez tego zjawiska nie mogłoby dojść do równowagi między pochłanianiem i emisją ciała oświetlonego przez inne ciało.

32.Efekt Comptona

Zjawisko Comptona -zjawisko rozpraszania fotonów promieni X, czyli kwantów promieniowania o dużej energii, na swobodnych lub słabo związanych elektronach w wyniku którego promieniowanie elektromagnetyczne zwiększa długość fali (traci energię). Istnieje także jądrowe zjawisko Comptona, ale mówiąc o rozpraszaniu Comptona ma się na myśli rozpraszanie na elektronach.

O elektronach tych zakłada się, że ich ruch przed rozproszeniem jest na tyle powolny, że można przyjąć ich prędkość jako równą zeru (w przypadku gdy elektron ma pęd większy niż foton mówi się o odwrotnym rozpraszaniu Comptona), a energia ich wiązania jest pomijalna. Po rozproszeniu foton zmienia swoją energię, przeciwnie niż w rozpraszaniu Rayleigha, w którym nie traci energii. Zmiana długości fali, zwana przesunięciem Comptona jest związana ze zmianą kierunku biegu fotonu zależnością:

gdzie:

• Δλ - przesunięcie Comptona, zmiana długości fali,

• θ - kąt rozproszenia,

• - długość Comptona dla elektronu

• h - stała Plancka,

• m_e - masa spoczynkowa elektronu,

• c - prędkość światła.

• λ' - długość fali świetlnej po zderzeniu.

Odpowiadająca temu zmiana energii: