Вопрос 127

Поляризация света. Закон Малюса.

При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, которая воздействует непосредственно на электроны в атомах вещества. Поэтому вектор E напряженности электрической составляющей поля называют световым вектором волны, а плоскость его колебаний - плоскостью колебаний волны. Электромагнитную волну, в которой векторы Е и, следовательно, векторы Н лежат во вполне определенных плоскостях, называют плоскополяризованной (рис1.1). Плоскость, проходящая через электрический вектор Е и направление распространения электромагнитной волны, является плоскостью поляризации.

Если у светового луча амплитудные значения вектора Е оказываются

неодинаковыми для различных плоскостей колебания, то такой луч называется частично поляризованным. На рис.1.3 изображен частично поляризованный луч, у которого колебания совершаются преимущественно в вертикальной плоскости.

Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называют поляризатором. Он пропускает только составляющую вектора Е и соответственно Н на некоторую плоскость - главную плоскость поляризатора.

Поляризатор можно использовать для анализа поляризованного света, тогда его называют анализатором.

Закон Малюса

Если плоскополяризованный свет с амплитудой электрического вектора Е₀ падает на анализатор, то он пропустит только некоторую составляющую Е, равную Е = Е₀ cos, где  - угол между главными плоскостями поляризатора Р и анализатора А (рис.1.4).

P

Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды колебаний (I ~ E²), то получаем:

I = I₀ cos² ,

где I₀ - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор, I - интенсивность света, вышедшего из анализатора.

Это уравнение выражает закон Малюса. Закон Малюса лежит в основе расчета интенсивности света, прошедшего через поляризатор и анализатор во всевозможных поляризованных приборах.

Вопрос 128

Поляризационные методы исследования биологи­ческих объектов.

Поляризационная микроскопия – эффективный метод исследования структуры и свойств цитологических и гистологических препаратов. Известно, что многие биологические объекты являются анизотропными. Поэтому поляризационные методы позволяют оперативно и просто обнаружить оптически неоднородные объекты и диагностировать заболевание.

Поляризационная микроскопия позволяет изучать свойства гистологических структур, обладающих способностью двойного лучепреломления. При желании для реализации метода любой оптический микроскоп можно превратить в поляризационный микроскоп. Для этого оптический микроскоп снабжают дополнительно двумя поляризационными фильтрами.

Вопрос 129

Поляриметрия и спектрополяриметрия.

Поляриметрия — методы физических исследований, основаны на измерении степени поляризации света и угла поворота плоскости поляризации света при прохождении его через оптически активные вещества.

Этот метод (поляриметрия, или сахариметрия) используют в медицине для определения концентрации сахара в моче, в биофизических исследованиях, а также в пищевой промышленности. Соответствующие измерительные приборы называют поляриметрами или сахариметрами.

Поляриметр позволяет измерять не только концентрацию, но и удельное вращение. Используя различные светофильтры, можно найти зависимость удельного вращения от длины волны (дисперсию оптической активности), в настоящее время для этих целей применяют специальные приборы — спектрополяриметры.