Поляризация и дисперсия света

№ 1 На рисунке изображена дисперсионная кривая для некоторого вещества. Интенсивное поглощение света наблюдается для диапазона частот

Решение: Интенсивному поглощению света веществом соответствует область аномальной дисперсии, где с ростом частоты света ω показатель преломления n убывает, то есть . Этому условию удовлетворяет область частот от w₁ до w₂.

№2 Пластинку из оптически активного вещества толщиной d = 2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол φ = 30⁰. Поле зрения поляриметра станет совершенно темным при минимальной толщине (в мм) пластинки, равной …

Решение: Угол поворота плоскости поляризации для оптически активного вещества φ = αd, где d – расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе; α – удельное вращение. Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны света в вакууме. Следовательно, φ₁ =αd₁  и φ₂ =αd₂ . Поле зрения поляриметра станет совершенно темным, если плоскость поляризации повернется на угол 90⁰. Значит, .

№3 Пластинку из оптически активного вещества толщиной d = 1мм  поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол φ = 60⁰ Поле зрения поляриметра станет совершенно темным при минимальной толщине (в мм) пластинки, равной …

Ответ: 1,5 мм.

№ 4 На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если J₁ и J₂  – интенсивности света, прошедшего пластинки соответственно 1 и 2, и , тогда угол между направлениями OO и O’O’ равен …

Решение: Интенсивность J₂ света, прошедшего через вторую пластинку турмалина (анализатор), меняется в зависимости от угла φ между направлениями OO и O’O’ оптических осей пластин турмалина по закону Малюса: , где – интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через первую пластинку 1 (поляризатор). Отсюда, угол 30⁰

№5 При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован. Если угол падения 60^о, то угол преломления равен …

Решение: Если отраженный луч полностью поляризован, то выполняется закон Брюстера: , где  - угол падения (угол Брюстера), n - показатель преломления диэлектрика. Согласно закону преломления света, , где r - угол преломления. Значит,   , откуда , . Угол преломления .

№6 Показатель преломления воды для красного света равен 1,329, а для голубого – 1,337. В связи с этим при прохождении света в воде наблюдается …

Ответ: нормальная дисперсия

№7 Показатель преломления некоторого вещества для красного света равен 1,337, а для голубого – 1,329. При прохождении света в веществе наблюдается …

Решение: Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества от длины волны света. Если с уменьшением длины волны показатель преломления уменьшается, то есть, если  наблюдается аномальная дисперсия. Следовательно, при прохождении света в данном веществе наблюдается аномальная дисперсия.

Ответ: аномальная дисперсия

№8

Н а пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если и интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно, и угол между направлениями оптических осей ОО и O’O’ , то и связаны соотношением …

Решение. Интенсивность света, прошедшего через вторую пластинку турмалина (анализатор), меняется в зависимости от угла между направлениями ОО и O’O’ оптических осей пластин турмалина по закону Малюса: , здесь интенсивность плоско -поляризованного света, прошедшего через первую пластинку 1 (поляризатор), и связаны соотношением:

№9 Естественный свет с интенсивностью падает на вход устройства, состоящих из двух скрещенных поляроидов .Между поляроидами поместили третий поляроид, ось которого составляет с осью первого угол Отношение интенсивности света, прошедшего через систему ,к интенсивности падающего на систему равно…

Решение: Первый поляроид пропускает только половину интенсивности падающего естественного света. Свет становится поляризованным с интенсивностью . после прохождения светом второго поляроида получим интенсивность . После прохождения светом третьего поляроида получим интенсивность

Отношение интенсивности прошедшего света к интенсивности падающего света равно: