Лабораторный практикум по оптике (стр. 7 ) | Авторская платформа Pandia.ru

Естественный свет можно преобразовать в плоско поляризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только одного строго определенного направления. В качестве поляризаторов могут использоваться среды, анизотропные в отношении колебаний вектора , например, кристаллы турмалина.

Направим естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина, вырезанной параллельно оптической оси кристалла. Вращая эту пластинку вокруг оси, совпадающей со световым лучом, никаких изменений в интенсивности луча мы не обнаружим. Если же на пути луча, вышедшего из первой пластинки, поставить вторую такую пластинку, то при ее вращении интенсивность света изменяется в зависимости от угла поворота второй пластинки. Малюс установил закон, согласно которому , где - интенсивность луча, вышедшего из второй пластинки, - интенсивность луча, падающего на вторую пластинку. Следовательно, интенсивность света, прошедшего вторую пластинку, изменяется от минимума при (полное гашение) до максимума при .

Результаты этого объясняются довольно просто. Первая пластинка преобразует естественный свет в плоско поляризованный. Вторая же пластинка турмалина в зависимости от ее ориентации из поляризованного света пропускает большую или меньшую часть.

Пластинка, преобразующая естественный свет в плоско поляризованный, получила название поляризатора. Вторая пластинка, служащая для анализа степени поляризации света, называется анализатором.

Экспериментальная часть

Общая оптическая схема установки представлена на рисунке 1 и включает: 1 – полупроводниковый лазер, 2 – поляризатор, 3 – анализатор, закрепленный во вращающейся оправе с измерительным лимбом угла поворота, 4 - фотоприемное устройство с измерителем мощности лазерного излучения.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

1. Включите установку.

2. Вращая анализатор, снимите зависимость показаний измерителя

мощности излучения в зависимости от угла поворота анализатора.

3. Результаты измерений занесите в таблицу.

4. Постройте график зависимости .

5. Сделайте вывод.

Таблица

Вопросы к защите работы:

1. Что называется естественным светом?

2. Какой свет называется поляризованным?

3. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера.

4. Двойное лучепреломление. Дихроизм. Николь.

5. Закон Малюса.

Задачи для самостоятельного решения:

1. Два николя расположены так, что угол между их главными плоскостями

составляет . Определить во сколько раз уменьшится интенсивность

естественного света при прохождении через оба николя. Коэффициент

поглощения света в николе равен 0,05.

2. Угол преломления света в жидкости равен . Определить показатель

преломления жидкости, если известно, что отраженный луч максимально

поляризован.

3. Угол между главными плоскостями николей равен . Естественный свет,

проходя через такую систему, ослабляется в 4 раза. Определить

коэффициент поглощения света в николях.

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

РАСТВОРА САХАРА И ЕГО КОНЦЕНТРАЦИИ

С ПОМОЩЬЮ РЕФРАКТОМЕТРА

Цель работы: изучение зависимости показателя преломления раствора

сахара от его концентрации.

Оборудование: рефрактометр ИРФ – 22, набор растворов сахара различной

концентрации.

Теоретическое введение

При падении света на границу раздела двух прозрачных сред наблюдаются явления отражения и преломления света (рис. 1а). Закон преломления света записывается в виде . Если свет переходит из оптически более плотной среды в менее плотную , то угол преломления больше угла падения (см. рис. 1б). При увеличении угла падения растет и угол преломления , пока при некотором значении угла падения угол преломления не окажется равным . Одновременно с этим интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного увеличивается. При угле падения равном , интенсивность преломленного луча становится равной нулю, а интенсивность отраженного луча равна интенсивности падающего. Поэтому это явление получило название полного отражения, а угол - предельного угла полного отражения. Из закона преломления света можно получить .

Явление полного отражения нашло широкое применение в призмах полного отражения, которые применяются в рефрактометрах, позволяющих определять показатель преломления жидкостей.

Рассмотрим ход лучей в двойной призме, состоящей из двух призм полного отражения (см. рис. 2). Грань АВ первой призмы матовая и служит для освещения тонкого слоя жидкости, расположенного между призмами, рассеянным светом. Свет проходит слой жидкости и падает на диагональную грань нижней призмы под различными углами от 0 до . Луч, угол падения которого равен , называется скользящим лучом. Так как показатель преломления призмы больше, чем показатель преломления жидкости, то скользящий луч преломится на границе раздела жидкости и стекла и войдет в нижнюю призму под углом полного отражения . Преломление света в этой точке описывается законом , где - искомый показатель преломления жидкости, - показатель преломления стекла. На второй грани призмы закон преломления запишется в виде , где - угол падения луча на боковую грань призмы, - предельный угол выхода луча из призмы. Луч, вышедший из призмы, представляет собой границу распространения света, прошедшего призму, со стороны наименьших углов . Преломляющий угол призмы . Из полученных выражений можно найти показатель преломления жидкости .