Курс физики (стр. 30 )

Решение задачи №3

Отношение интенсивности I0 естественного света к интенсивности поляризованного света найдем из следующих соображений. При первоначальном положении николя он полностью пропустит линейно поляризованный свет и половину интенсивности естественного света. Общая интенсивность пропущенного при этом света .

При втором положении николя интенсивность пропущенного поляризованного света определится по закону Малюса, а интенсивность пропущенного естественного света, как и в первом случае, будет равна половине интенсивности естественного света, падающего на николь. Общая интенсивность во втором случае будет равна .

В соответствии с условием задачи , или

Подставив сюда значение угла , k и произведя вычисления, получим:

или , т. е. интенсивности естественного и поляризованного света в заданном луче равны между собой.

Степень поляризации частично – поляризованного света определяется соотношением (4.4.4) , где Imax и Imin - соответственно максимальная и минимальная интенсивности света, пропущенного через николь.

Минимальная интенсивность соответствует положению николя, при котором плоскость пропускания его перпендикулярна плоскости колебаний плоскополяризованного света. При таком положении николя поляризованный свет будет полностью погашен и через николь пройдет только половина интенсивности естественного света. Общая интенсивность в этом случае выразится равенством: . Максимальная интенсивность света будет соответствовать совпадению плоскости колебаний светового вектора и плоскости пропускания николя, т. е. первому случаю. Она равна . Подставив найденные выражения Imax и Imin в формулу (4.4.4), получим: .

Таким образом, степень поляризации луча света

Задача №4

Пластинка кварца толщиной , вырезанная перпендикулярно оптической оси кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света определенной длины волны на угол = 200. Определить: 1) какой должна быть толщина кварцевой пластинки, помещенной между двумя «параллельными» николями, чтобы свет был полностью погашен; 2) какой длины трубку с раствором сахара массовой концентрацией С = 0,4 кг/л надо поместить между николями для получения того же эффекта? Удельное вращение [ ] раствора сахара равно 0,665 град/(м·кг·м3).

Решение задачи №4

1) Угол поворота плоскости поляризации кварцевой пластинкой определяется соотношением . Пользуясь этой формулой, выразим искомую толщину пластинки:

,

где – угол поворота плоскости поляризации, при котором свет будет полностью погашен ( =900).

Постоянную вращения α для кварца найдем также из той же формулы , подставив в нее заданные в условии задачи значения и , получим

Подставив выражение для удельного вращения в формулу для , получим . Произведя вычисления по этой формуле, найдем толщину пластинки: = 4,5 мм.

2) Длину трубки с сахарным раствором найдем из соотношения , выражающего угол поворота плоскости поляризации раствором сахара, где – длина трубки (кюветы) с раствором сахара. Отсюда получим: . Подставив значения для φ2, [αр], и С= 0,4 кг/л = 400 кг/м3 и произведя вычисления, определим = 3,8 дм.

4.10. Задачи для самостоятельного решения

Закон Брюстера

1.  Отраженный от поверхности жидкости луч света максимально поляризован. Определить угол преломления луча, если идущий в воздухе луч естественного света падает на поверхность жидкости под углом 54°.

2.  При каком угле падения естественного света, идущего в воде, на алмаз, помещенный в воду, отраженный луч максимально поляризован? Показатель преломления алмаза равен 2,42, воды – 1,5.

3.  На какой угловой высоте над горизонтом должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отраженный от поверхности воды, был максимально поляризован?

4.  Каким должен быть угол Брюстера при падении луча из воздуха на поверхность жидкости, если угол полного внутреннего отражения луча на границе жидкости с воздухом равен 43°?.

5.  Определить скорость распространения света в кристалле, если угол максимальной поляризации при отражении света от кристалла равен 56°.

Закон Малюса

1.  В эксперименте сравнивается яркость эталонной поверхности с яркостью 6 кд/м2 и исследуемой поверхности. В фотометре одновременно рассматривают две половины поля зрения: в одной видна эталонная светящаяся поверхность в другой – исследуемая поверхность, свет от которой проходит через два николя. Граница между обеими половинами поля зрения исчезает, если второй николь повернуть относительно первого на угол 30°. Найти яркость исследуемой поверхности, если известно, что в каждом из николей теряется 5% падающего на него света. Примечание: яркость прямо пропорциональна интенсивности света.

2.  Установка (рисунок 4.4.13) содержит два идеальных поляроида (призмы Николя). Анализатор в два раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора. Потерями света в анализаторе можно пренебречь.

3.  Угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора равен 60°. Во сколько раз изменится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол уменьшить до 45°?

4.  Во сколько раз ослабляется свет, проходя через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 60°, если в каждом из николей в отдельности теряется 10% падающего на него светового потока?

Двойное лучепреломление

1. Плоско поляризованный свет падает на пластину исландского шпата перпендикулярно его оптической оси. Толщина пластинки равна 2 мкм. Разность фаз обыкновенной и необыкновенной волны на выходе из пластинки равна 3,14 радиан. Длина волны обыкновенного луча в пластинке 0,350 мкм. Определить длину волны необыкновенного луча в пластинке.

Вращение плоскости поляризации

1. В кювету налит раствор глюкозы с концентрацией С1=0,28 г/см3 и помещен в экспериментальную установку (рисунок 4.4.6). Раствор поворачивает плоскость поляризации монохроматического света, проходящего через этот раствор, на угол j=32°. Определить концентрацию раствора в другой трубке такой же длины, если он вращает плоскость поляризации на угол j2=24°.

2. Пластинку кварца, вырезали перпендикулярно оптической оси, поместили между параллельными николями, такими, как в установке (рисунок 4.4.13). В результате плоскость поляризации света повернулась на угол 53°. Толщина пластинки равна 2 мм. Какова должна быть толщина пластинки, чтобы свет, с которым проводился опыт, не прошел через анализатор?

3. Определить удельное вращение [a] никотина (при плотности никотина 1,01 г/см3), если при заливке в кювету длиной 8 см в установке. (рисунок 4.4.6), вращение плоскости поляризации. желтого света натрия составляет 136,6°. Длина волны желтой линии натрия равна 5890Ǻ.

4. Угол поворота плоскости поляризации волны для желтого света натрия при прохождении через трубку с раствором сахара j=40°. Длина трубки =15 см. Удельное вращение сахара [α] =66,5 град/(дм г/см3). Определить концентрацию С сахара в растворе.

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством