Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2020-08-20 | 204 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Явление двойного лучепреломления наблюдается в анизотропных средах. Анизотропной средой называется среда, физические свойства которой в различных направлениях различны (например, кристаллы кварца, исландского шпата, турмалина и др.). Предметы, рассматриваемые через такие кристаллы, кажутся раздвоенными.
На рис.6 показано прохождение света через кристалл исландского шпата. Прямая О1О2 называется кристаллографической осью. Всякое направление в кристалле, параллельное О1О2 называется оптической осью. Луч, распространяющийся в этом направлении, не испытывает двойного лучепреломления.
Сечение NО1NО2 называется главным сечением кристалла. Эта плоскость проходит через оптическую ось и луч.
Естественный луч разделяется в кристалле на два луча: BD и B С. Луч B С называется обыкновенным лучом и обозначается «о». Скорость его в кристалле не зависит от кристаллографического направления, и он подчиняется обычным законам преломления. Показатель преломления для него также не зависит от направления и равен:
Луч BD называется необыкновенным «е». Скорость его в кристалле зависит от направления: показатель преломления также зависит от направления в кристалле и равен
Таким образом, необыкновенный луч не подчиняется законам преломления. Он, как правило, не лежит в плоскости падения и отклоняется от луча о даже при нормальном падении (рис. 7). Вдоль направления оптической оси двойного лучепреломления нет.
На рис 6 и 7 показано, что как в кристалле, так и по выходе из него лучи о и е поляризованы. Колебания вектора в луче е совершается в плоскости главного сечения (отмечены черточками), а в луче о – в плоскости, перпендикулярной главному сечению (отмечены точками). Свойства обоих лучей, вышедших из кристалла, за исключением направления поляризации, абсолютно одинаковы.
|
Чтобы использовать такие поляризованные лучи для технических целей, их надо отделить один от другого. Это осуществляется в призме Николя.
Для изготовления призмы Николя две естественные грани кристалла исландского шпата срезают так, чтобы уменьшить угол между поверхностями до 68°. Затем кристалл распиливается на две части по плоскости В D под углом 90° к новым граням. Обе половины склеиваются канадским бальзамом.
На переднюю грань призмы падает луч S естественного света. В призме он раздваивается на два луча - обыкновенный (n 0 = 1,658) и необыкновенный (ne = 1,515). Так как ne < n к.б. < n 0 , то слой канадского бальзама оптически менее плотен, чем исландский шпат, для обыкновенного луча и оптически более плотен для необыкновенного луча. Обыкновенный луч падает на поверхность канадского бальзама под углом, бóльшим предельного, и, претерпев полное внутреннее отражение, поглощается в оправе призмы. Необыкновенный луч свободно проходит через слой канадского бальзама и после преломления на задней грани выходит из призмы параллельно падающему лучу S. Таким образом, призма Николя преобразует естественный свет в свет плоскополяризованный, плоскость колебаний которого совпадает с главной плоскостью призмы.
Поляроиды.
Кроме рассмотренных выше способов поляризации света применяются также искусственные пленки - поляроиды, представляющие собой целлулоидные пленки, в которые введено большее количество мелких кристаллов иодида хинина - герапатита. Такая пленка пропускает только необыкновенные лучи и поглощает обыкновенные.
Закон Малюса
|
На рис. 9. изображен поляризатор Р, из которого выходит поляризованный свет (вектор колеблется в направлении РР), и анализатор А (колебания вектора по АА).
По закону Малюса: Интенсивность света І, выходящего из анализатора, пропорциональна квадрату косинуса угла α между направлением плоскостей колебаний (вектора ) поляризатора и анализатора, т.е.
, (1)
где І0 – интенсивность света, выходящего из поляризатора.
(поскольку поляризатор пропускает только необыкновенный луч, то половина интенсивности естественного света, І0 ¢, падающего на поляризатор теряется, т.е., І0=І ¢ /2).
Закон Малюса очень легко выводится. Поскольку интенсивность волны всегда пропорциональна квадрату амплитуды колебаний, то
, (2)
где ЕР и ЕА - амплитуды колебаний, прошедших поляризатор и анализатор. Из рис. 9 видно
, (3)
отсюда
(4)
Если направления плоскостей колебаний поляризатора и анализатора перпендикулярны α = 90о, то говорят, что поляризатор и анализатор скрещены (установлены на гашение света – через скрещенные поляроиды свет не проходит).
Если направления плоскостей поляризатора РР и анализатора АА совпадают α = 0о, то интенсивность проходящего света будет максимальной. Для любого другого угла α интенсивность света вычисляется по закону Малюса.
Описание установки и порядок выполнения работы.
Оптическая схема установки показана на рис. 10.
Цель работы - проверить, действительно ли интенсивность света , выходящего из анализатора, пропорциональна квадрату косинуса угла a между направлением плоскостей колебаний поляризатора и анализатора, как это утверждает закон Малюса.
|
Для этого:
1. Задавшись значениями угла a от 0° до 90° через 10° и значениями (задается преподавателем), рассчитайте по закону Малюса
теоретическое значение для разных a.
Данные расчетов занесите в таблицу:
№ | I0 | a | ||||
1 | Задается преподавателем | |||||
2 | ||||||
3 | ||||||
4 | ||||||
5 | ||||||
6 | ||||||
7 | ||||||
8 | ||||||
9 | ||||||
10 |
3. Совместите на установке “ нуль ” лимба с “ нулем ” нониуса. В этом положении a = 0. Затем с помощью световой диафрагмы установите на микроамперметре заданное значение I, но при a = 0, ).
4. Постройте график зависимости a от 0 до 90° и сравните его с теоретическим.
Контрольные вопросы.
1. Природа света. Естественный и поляризованный свет.
2. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Закон Брюстера.
3. Поляризация света при двойном лучепреломлении.
4. Устройство призмы Николя.
5. Закон Малюса.
6. Описание установки и ход выполнения работы.
Литература
1. И.В.Савельев Курс общей физики, т2.- М.: «Наука» 1978, С.419-430
2. Т.И.Трофимова Курс физики, М.: «Высшая школа», 2002г., С.355-362
3. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф Курс физики, т.3. – М.: «Высшая школа», 1979г. С.142-154
Лабораторная работа № 3.7
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!