- •Поляризация света. Закон Малюса
- •1. Теоретическое введение
- •1.1. Естественный и поляризованный свет
- •1.2. Способы поляризации света
- •1.2.1. Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков
- •I.2.2. Поляризация при двойном луче преломлении.
- •1.2.3.Дихроизм
- •1.3. Закон Малюса
- •I.4. Описание лабораторной установки и метода измерений
- •1.5. Порядок выполнения работа
- •1.6. Обработка результатов измерений
1.2.3.Дихроизм
У некоторых двоякопрпеломляющих кристаллов (например, турмалина) коэффициенты поглощения света для двух взаимно перпендикулярно поляризованных лучей отличаются настолько сильно, что уже при небольшой толщине кристалла один из лучей гасится практически полностью и из кристалла выходит линейно поляризованный пучок света. Это явление называется дихроизмом. В настоящее время дихроические пластинки изготавливают в виде тонких пленок-поляроидов, имеющих широкое практическое применение. В большинстве случаев они состоят из множества маленьких (толщиной до 0,1мм) одинаково ориентированных кристаллов сернокислого йод-хинина (герапатита), находящихся внутри связующей среды - прозрачной пленки.
Таким образом, используя один из описанных методов, можно поляризовать естественный свет.
Тела или приборы. Способные поляризовать свет, называются поляризаторами. Графически поляризаторы изображаются в виде пластин со штриховкой, параллельной плоскости колебаний электрического вектора лучей, пропускаемых поляризатором.
1.3. Закон Малюса
Чтобы убедиться в том, что свет поляризован, и определить направление поляризации, используют второй поляризатор, который помещают после первого поляризатора (рис.6). Второй поляризатор в этом случае называют анализатором.
Если плоскости пропускания поляризатора и анализатора параллельны друг другу, то плоскополяризованный свет проходит анализатор, почти не изменяя своей интенсивности. Если же плоскости пропускания поляризатора и анализатора взаимно перпендикулярны, то анализатор полностью поглощает падающий на него свет, и интенсивность прошедшего света равна нулю (рис.6,б). В остальных случаях интенсивность света, прошедшего через анализатор, будет иметь некоторое промежуточное значение, зависящее от угла α между направлениями пропускания поляризатора и анализатора (рис.6, в).
Зависимость между интенсивностью прошедшего через анализатор света и угломα может быть установлена следующим образом. Обозначим амплитуду вектора волны, прошедшей через поляризатор, буквой А. Разложим вектор А на две взаимно перпендикулярные составляющиеитаким образом, чтобы составляющаяоказалась параллельной направлению пропускания анализатора. Это соответствует разложению волны, колеблющейся в плоскостина две плоскополяризованные волны, которые колеблются в одинаковых фазах, но в перпендикулярных плоскостях. Одна из волн с амплитудойпройдет через анализатор, а другая будет полностью) поглощена. Из рис.6в, видно, что
(1)
Из теории колебательных процессов известно, что интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды. Следовательно, интенсивность света, прошедшего через анализатор будет иметь вид:
(2)
или с учетом (I)
(3)
И, наконец, переходя к интенсивности света, проведшего через поляризатор и падающего на анализатор
(4)
окончательно получим
(5)
Формула (5) есть математическое выражение закона Малюса. Этот закон лежит в основе расчета интенсивности света, прошедшего через поляризатор и анализатор во всевозможных, поляризационных приборах.
Практическую часть данной работы составляет экспериментальная проверка закона Малюса.