Методика измерения постоянной вращательной способности кварца (рис.6).

Исследование вращательной способности кварца сводится к следующему. На пути неполяризованного светового пучка помещается светофильтр, пропускающий свет вблизи некоторого среднего значения длины волны . Пройдя через поляризатор, свет становится линейно поляризованным.

Если свет проходит сначала через тонкую часть клина толщиной , плоскость поляризации поворачивается на угол

Поворотом анализатора можно добиться минимальной яркости светового пятна на экране наблюдения. Этому положению соответствует отсчет угла по шкале анализатора A (рис.6). Толщина соответствует некоторому отсчету по шкале перемещения клина (на рис.6 делений).

Переместим кварцевый клин на длину так, чтобы линейно поляризованный свет проходил в кварце путь в наиболее более толстой части клина. Угол поворота плоскости поляризации будет равен

Поворотом анализатора снова можно добиться минимальной яркости светового пятна на экране наблюдения и снять соответствующий отсчет угла по шкале анализатора. Толщина соответствует другому отсчету по шкале перемещения клина (на рис.6 делений).

Разность углов

Учитывая, что , где - угол клина, получим

.

Длина перемещения определяется как , где - цена одного деления шкалы. Пример, приведенный на рис.6, соответствует длине перемещения клина .

При малом угле , где угол в радианах. Для угла угол в радианах равен .

Таким образом, постоянную вращения можно определить, если известен угол клина и измерены: по угловой шкале анализатора и по шкале перемещения клина.

Изложенная процедура измерений повторяется для всех светофильтров, имеющихся на рабочем месте.

Выполнение работы.

1. Наблюдение явления вращения плоскости поляризации.

Включите осветитель. Проверьте юстировку (настройку) установки. Проследите за прохождением света через оптические элементы установки. Световой пучок должен проходить через кварцевый клин, а на экране наблюдения должно наблюдаться изображение нити накаливания в виде яркой горизонтальной полосы, когда анализатор находится в положении максимального пропускания света.

1.1. Исследуйте вращение плоскости поляризации по схеме, изображенной на рисунке: «Белый естественный свет – поляризатор P – кварцевый клин – анализатор A (второй поляризатор) – экран наблюдения Э c изображением И.

Поворачивая анализатор, обратите внимание на изменение цвета изображения нити накаливания И на экране Э. Изменение цвета изображения происходит и при перемещении кварцевого клина.

Повторите наблюдения за изменением цвета, вставив в гнездо осветителя светофильтр, задерживающий зеленую часть спектра в падающем на него свете.

Объясните наблюдаемые явления.

1.2. В гнездо осветителя вставьте красный светофильтр. Установите клин в положение, когда свет проходит через его наиболее тонкую часть. Поворотом анализатора добейтесь затемнения поля зрения на экране Э. Увеличьте толщину клина и поворотом анализатора снова добейтесь затемнения поля зрения на экране Э. Определите направление вращения плоскости поляризации и модификацию кварца: Какой кварц, правовращающий плоскость поляризации или левовращающий?