Определение параметров эллиптически поляризованного света

При экспериментальном определении угла наклона и отношения полуосей эллипса можно воспользоваться методом вращающегося анализатора. Пусть эллиптически поляризованный свет падает на анализатор, направление пропускания которого составляет угол с направлением оси y (рис.16). При вращении анализатора вокруг оси луча (т.е. при изменении угла ) интенсивность прошедшего через него света изменяется по периодическому закону, достигая максимума при , (ось анализатора совпадает с большой осью эллипса):

; (8)

и достигая отличного от нуля минимума при (ось анализатора совпадает с малой осью эллипса):

. (9)

Рис. 16. К определению параметров эллипса поляризации

Таким образом, фиксируя углы поворота анализатора , соответствующие экстремальным значениям интенсивности, можно одновременно определить как угол , так и отношение полуосей эллипса:

. (10)

В случае круговой поляризации полуоси эллипса равны ( ) и эллипс превращается в окружность. В этом случае при вращении анализатора вокруг оси луча интенсивность прошедшего света остается постоянной: .

Экспериментальная часть Описание лабораторной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки для исследования состояния поляризации света приведена на рис.17.

Рис. 17. Схема экспериментальной установки

для исследования состояния поляризации света

Осветительное устройство 1 состоит из лампы накаливания и конденсора, создающего направленный пучок света. Светофильтр 2 используется для выделения узкой спектральной области из сплошного спектра лампы накаливания. В качестве поляризатора 3 и анализатора 5 в установке используются поляроиды. Направления осей поляроидов (направление пропускания) указаны черточками, нанесенными на их оправах. Пластинка « », создающая эллиптическую поляризацию, устанавливается в держателе 4. Поляризатор, анализатор и пластинка могут поворачиваться относительно оптической оси всей системы. Углы поворота фиксируются при помощи лимбов, круговая шкала которых разделена через . Пучок лучей, проходящих через такую систему, направляется на фотокатод фотоэлемента (фотоприемника) 6. Фототок регистрируется электроизмерительным прибором 7. При используемых в работе световых потоках между интенсивностью падающего на фотоэлемент излучения и фототоком сохраняется линейная зависимость. Поэтому фототок рассматривается как мера интенсивности излучения и обозначается той же буквой I.

При выполнении всех указанных ниже заданий работы взаимное расположение источника света 1, светофильтра 2 и фотоэлемента 6 остается неизменным. Остальные элементы схемы вводятся в ход лучей в зависимости от поставленной задачи.

Упражнение 1 Исследование поляризационных свойств естественного света

Задача заключается в экспериментальном доказательстве, что излучение самого источника (лампы накаливания) представляет собой естественный свет. Для ее решения необходимо:

1. Ввести в ход лучей анализатор 5, включить источник света и электроизмерительный прибор.

2. Фиксируя угол наклона оптической оси анализатора (т.е. поворачивая лимб анализатора) через в пределах , определить для каждого угла поворота значение фототока I.

3. Построить график зависимости и убедиться, что он подтверждает теоретические представления о естественном свете.