Физический смысл закона Брюстера

При выводе формул Френеля и их интерпретации мы пользовались граничными условиями электромагнитного поля, не прибегая к представлениям о вторичных волнах, испускаемых атомами или молекулами вещества. Привлекая эти рассуждения, мы бы могли внести большую физическую ясность в наши формулы. Покажем это на примере истолкования физического смысла закона Брюстера (рис.9.3).

Рис.9.3 Физический смысл закона Брюстера.

Падающая волна возбуждает в среде || колебания электронов, которые становятся источниками вторичных волн; эти волны и дают отраженный свет. Направление колебаний совпадает с направлением электрического вектора световой волны, т.е. для среды || оно перпендикулярно к Ос. Мы можем представить это колебание, как сумму двух колебаний, одно из которых (α) лежит в плоскости АОС, другое (β) – к ней перпендикулярно. Другими словами мы изображаем колебание электронов в молекуле, как суперпозицию колебаний двух элементарных излучателей, оси которых направлены соответственно по α и β. Представим теперь что свет падает под углом Брюстера, т.е. (i₁+i₂) = π/2, при этом ОВ перпендикулярно ОC, следовательно ОВ||α. Колеблющийся электрический заряд не излучает электромагнитных волн вдоль направления своего движения. Поэтому α вдоль ОВ не излучает, а излучает β т.е. перпендикулярно к плоскости чертежа. Другими словами отраженный свет вполне поляризован, и колебание вектора напряженности электрического поля в нем перпендикулярно плоскости падения (Закон Брюстера) (рис.9.4).

Рис.9.4.Падение света под углом Брюстера при различной поляризации.

Порядок выполнения лабораторной работы 9 Описание установки

Лабораторный комплекс представляет собой интерферометр Маха-Цендера, для выполнения данной лабораторной работы нам потребуется блок питания лазера (1), лазер (2), поляризатор (3), поворотный стол (4) и экран (5) (рис.9.5).

Рис.9.5. Лабораторный комплекс ЛКО-4.

Блок питания лазера

В комплексе ЛКО-4 (рис.9.5) установлен регулируемый стабилизированный источник тока для лазерного излучателя (1), к которому постоянно подключен лазерный излучатель (2). Питание излучателя составляет +12 В, регулируемый ток 20-60 мА.

Стол поворотный

Рис.9.6.Стол поворотный с нониусом.

Стол поворотный предназначен для установки объектов с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, а так же для отсчета угловых координат и углов поворота. Поворот стола производится ручкой (1), отсчет угловых координат производится по основной шкале (3) (цена деления ) и нониусу (5) (цена деления ). Рычаг (4) поворачивают до совпадения его вертикальной риски с одним из делений основной шкалы и снимают отсчет по основной шкале. К полученному значению прибавляют отсчет по нониусу. Исследуемый объект крепится на кронштейны поворотного столика (2).

Исследуемые объекты

Изучаемые объекты (рис.9.7) смонтированы в экранах, вставляе­мых в кронштейны поворотного столика интерферометра.

Рис.9.7. Набор объектов вставляемых в кронштейны поворотного столика интерферометра.

Схема экспериментальной установки

Рис.9.8. Схема экспериментальной установки по изучению закона Брюстера (вид сверху).1-источник питания лазера, 2-лазер, 3-поляризатор, 4-стол поворотный с нониусом, 5-исследуемый объект, 6-экран.