Изучение свойств поляризованного света.

Проверка закона Малюса.

Цель работы — исследование методики получения поляризованного света, экспериментальная проверка закона Малюса.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья; источник естественного света; два поляроида, закрепленных в держателях; фотоэлемент; микроамперметр.

Теория способа и описание установки

Исходя из убеждений электрической теории Максвелла, свет является поперечной электрической волной (набросок 7.1). Векторы напряженности электронного и магнитного Изучение свойств поляризованного света. поля в световой волне взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, т.е. перпендикулярно вектору скорости .

Свет представляет собой суммарное электрическое излучение огромного количества атомов - быстровысвечивающихся (10-10 – 10-8 с) простых источников, испускающих свет независимо друг от друга, с различными фазами и различными

ориентациями векторов и . Потому ориентация этих векторов в результирующей волне также хаотически Изучение свойств поляризованного света. меняется с течением времени.

Набросок 7.1.

При описании оптических явлений обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора - вектора напряженности электронного поля. Это обосновано тем, что при содействии света с веществом основное значение имеет электронная составляющая поля электрической волны, действующая на электроны в атомах вещества.

Свет со различными равновероятными ориентациями вектора Изучение свойств поляризованного света. (как и вектора ) именуется естественным (набросок 7.2 а).

Свет, в каком ориентация вектора (как и ) упорядочена любым образом и подчиняется некой закономерности, именуется поляризованным. Если колебание светового вектора (как и ) происходит исключительно в одном определенном направлении, в одной плоскости, свет именуется линейно либо плоскополяризованным (набросок 7.1, 7.2, б). Интенсивность Изучение свойств поляризованного света. такового света Ip равна половине интенсивности естественного света, т.е. Ip= Iест.

а б в г

Набросок 7.2.

Плоскополяризованный свет является предельным случаем эллиптически

поляризованного света (набросок 7.2, г), для которого вектор (как и ) меняется с течением времени так, что его конец в каждой точке места обрисовывает эллипс. Эллипс поляризации вырождается в прямую (набросок 7.2, б) при Изучение свойств поляризованного света. разности фаз складываемых волн а при разности фаз и равенстве амплитуд складываемых волн эллипс поляризации вырождается в окружность (набросок 7.2, в). В данном случае свет именуется поляризованным по кругу.

В плоскополяризованном свете (набросок 7.1) плоскость именуется плоскостью колебаний, а плоскость - плоскостью поляризации светового вектора .

Естественный свет можно конвертировать в плоскополяризованный Изучение свойств поляризованного света., используя поляризаторы - приспособления, пропускающие колебания светового вектора только определенного направления. В качестве поляризаторов могут быть применены анизотропные кристаллы, поляроидные пленки. Плоскополяризованный свет можно получить при отражении от Набросок 7.3.

границы 2-ух диэлектриков (закон Брюстера).

Структура анизотропных (имеющих различные характеристики повдоль различных направлений) кристаллов такая, что амплитуда принужденных колебаний электронов Изучение свойств поляризованного света. под действием одной и той же световой волны будет различной зависимо от направления распространения волны снутри такового кристалла. В связи с этим окажутся зависящими от направления в кристалле:

диэлектрическая проницаемость ε, показатель преломления п (n ), скорость распространения света. Преломляясь в таком кристалле (набросок 7.3), световой луч D1O1 делится на Изучение свойств поляризованного света. два плоскополяризованных лучаоиесо взаимно перпендикулярными направлениями колебаний вектора . Это явление носит заглавиедвойного лучепреломления. Один из лучей именуется обычным (о), 2-ой - необычным (е).

В каждом кристалле существует направление (одно либо несколько), в каком двойное лучепреломление не происходит, т.е. скорости распространения обычного и необычного лучей равны и не зависят от направления вектора Изучение свойств поляризованного света. . На рисунке 7.3 такое направление соответствует прямой a-a. Относительно этого направления атомы либо ионы кристаллической решетки размещены симметрично. Неважно какая ровная, проведенная в таком же направлении, именуется оптической осью кристалла.

Плоскость Р (набросок 7.3), проходящая через падающий луч, нормаль и оптическую ось, именуется главной. Направления колебания светового вектора Изучение свойств поляризованного света. для обычного луча всегда перпендикулярны (показаны точками), а для необычного - всегда параллельны (показаны черточками) главной плоскости кристалла.

Разглядим механизм двойного лучепреломления, когда плоскость падения луча совпадает с главной плоскостью оптически анизотропного кристалла (набросок 8). При любом направлении обычного луча в кристалле колебания вектора всегда перпендикулярны к оптической оси и волновая поверхность Изучение свойств поляризованного света. o-луча пересекается с плоскостью падения по окружности. Потому скорость распространения и показатель преломления для этого луча схожи по всем фронтам. Колебания вектора в необычном луче составляют с оптической осью разный угол зависимо от направления луча. Поверхность волны еимеет в сечении плоскостью падения вид эллипса. В согласовании с этим скорость распространения Изучение свойств поляризованного света. и показатель преломления для необычного луча по различным фронтам различен (см. литературу 1)). Только повдоль оси аа эллипс и окружность имеют общий поперечник, т.е. оба луча распространяются повдоль этого направления с схожей скоростью. Это направление, как было отмечено ранее, - оптическая ось кристалла.

У неких двоякопреломляющих кристаллов (к Изучение свойств поляризованного света. примеру, турмалина) коэффициенты поглощения света для 2-ух взаимно перпендикулярных поляризованных лучей (o и е) очень отличаются. Уже при маленькой толщине кристалла один из лучей гасится фактически стопроцентно, и из кристалла выходит только один из 2-ух плоскополяризованных лучей. Это явление именуется дихроизмом. Дихроические пластинки - поляроиды изготовляют в виде тонких пленок, которые состоят Изучение свойств поляризованного света. из огромного количества малеханьких (шириной до 0,3 мм) параллельно нацеленных кристаллов сернокислого йодистого хинина - герапатита, находящихся снутри связывающего материала пленки. Отделение 1-го плоскополяризованного луча от другого можно выполнить при помощи поляризационных призм (см. литературу3)). Если навести естественный свет перпендикулярно поверхности поляроида, к примеру, пластинке турмалина, вырезанной параллельно оптической

Набросок 7.4.

оси РР (набросок Изучение свойств поляризованного света. 7.4), то вращение этой пластинки Р (поляризатора) вокруг оси луча 00' не приведет к изменению интенсивности прошедшего через него поляризованного света. Амплитуда вектора , характеризующая интенсивность, изменяться не будет.

Если на пути луча поставить 2-ой, схожий и параллельный первому поляроид А (анализатор), то при вращении 1-го из их (Р либо А) вокруг оси Изучение свойств поляризованного света. луча интенсивность света, прошедшего через оба поляроида, изменяется зависимо от угла φ меж их оптическими осями РР и АА позакону Малюса

Ia = Ip cos2φ (7.1)

где Ip - интенсивность поляризованного света, прошедшего поляризатор;

Ia - интенсивность света, вышедшего из анализатора;

φ - угол меж оптическими осями поляризатора и анализатора.

Вправду, из рисунка 7.4 следует, что амплитуда светового вектора Изучение свойств поляризованного света. , прошедшего через анализатор, будет равна

cosφ (7.2)


izveshenie-o-prieme-zayavok-na-uchastie-v-konkursnom-otbore-na-organizaciyu-provedeniya-v-2013-godu-kulturnoj-programmi-v-svyazi-s-dnem-gosudarstvennogo-flaga-rossij.html
izveshenie-o-provedenii-aukciona-20-sentyabrya-2012-goda-po-prodazhe-obektov-nahodyashihsya-v-sobstvennosti-osipovichskogo-rajona.html
izveshenie-o-provedenii-aukciona-na-pravo-zaklyucheniya-dogovora-arendi-zdaniya-karaulnogo-pomesheniya-raspolozhennogo-po-adresu-astrahanskaya-oblast-g-znamensk-promzona-1-sooruzhenie-1.html