Совет 1: Как поляризовать свет

Поляризация света необходима для изучения оптических свойств различных веществ. Это может понадобиться и в быту — например, с помощью поляризации света можно отличить натуральный мед от поддельного. Это явление используется также в стереофотографии и стереокино. Поляризационные очки применяются водителями автотранспорта и полярными исследователями. Для изучения поляризации можно сделать несколько опытов — например, на уроке физики.
Вам понадобится
  • 2 поляризационных фильтра
  • Доска из черного отполированного дерева или эбонита
  • Источник света
  • Лист белой бумаги
Инструкция
1
Сложите вместе 2 поляризационных фильтра. Направьте их на источник света. В данном опыте это должны быть лампа или экран, но не солнце. Начните вращать один фильтр относительно другого, глядя сквозь них на источник света. При этом вы увидите, как изображение то достигает полной яркости, то угасает практически до полного исчезновения. Полная яркость наблюдается тогда, когда оси поляризации света совпадают. Она является минимальной, когда оси поляризации перпендикулярны друг другу.
2
Положите на стол лист белой бумаги. Направьте сложенные вместе фильтры на солнце так, чтобы тень от фильтров легла на лист. Наблюдайте по тени изменение прозрачности данной оптической конструкции в зависимости от того положения, которое занимает один фильтр относительно другого. Как и в первом случае, прозрачность будет максимальной при совпадении осей поляризации, и минимальна, когда они перпендикулярны.
3
Уберите один из фильтров. Повторите оба предыдущих опыта с одним фильтром. Убедитесь, что, вне зависимости от его положения, прозрачность его не меняется.
4
Возьмите пластину из отполированного дерева или эбонита. Расположите ее так, чтобы наблюдать на его поверхности отражение от источника света — например, от солнца. Возьмите 1 поляризационный фильтр. Рассмотрите отражение через него. Вращая фильтр, наблюдайте за изменением яркости отражения. Этот опыт показывает, что диэлектрическое зеркало, в данном случае заполированный лист эбонита или дерева, поляризует свет, и ось поляризации лежит в плоскости отражения. С металлическим зеркалом данный эксперимент не получится.
5
В качестве источника света примените равномерно освещенный белым светом экран телевизора или монитора. Между источником света и поляризационным фильтром внесите полосу из оргстекла и, наблюдая ее через поляризационный фильтр, начните изгибать ее в различных направлениях. При этом наблюдайте, как в толще оргстекла появляются разноцветные линии и разводы. Так под нагрузкой прозрачные диэлектрические материалы приобретают свойства менять ось поляризации проходящего через них света. Этот опыт применяется в проектировании деталей механизмов для исследования деформаций под нагрузкой. .

Совет 2: В чем суть закона Малюса

Закон Малюса отражает прямую зависимость между интенсивностью естественного света и интенсивностью линейного поляризованного света, прошедшего через специальные поляроиды. Их изготавливают из кристаллов турмалина.

Поляризация света



Как известно, свет представляет собой поперечную электромагнитную волну. Электромагнитные колебания осуществляются векторами электрического (E) и магнитного (H) полей. Вектор электрического поля еще называют световым. Он определяет величину энергии, переносимой в пространстве. Интенсивность света зависит от модуля этого вектора.

Каждый из них совершает колебания в плоскостях, перпендикулярных плоскости вектора распространения волны. Если эти колебания осуществляются по всем направлениям (перпендикулярность плоскостей сохраняется), свет называется неполяризованным или естественным. Такие световые волны излучаются Солнцем и всеми земными источниками.

Поляризованный свет возникает при прохождении волной определенных веществ. Световой вектор начинает совершать колебания только в одной плоскости, которая перпендикулярна плоскости колебаний магнитного вектора и вектора направления распространения. Такой свет называют линейно- или плоскополяризованным. Для человеческого глаза он ничем не отличается от естественного, но с помощью него можно наблюдать интересные явления.

Закон Малюса



Получить плоскополяризованный свет можно при помощи кристалла турмалина. В 1809 году французский инженер Э.Малюс открыл интересное свойство такого света. В своих опытах он использовал две пластинки, сделанные из турмалина. Он поместил источник света и эти две пластинки на оптической скамье.

Малюс поместил пластинки так, чтобы можно было менять угол между ними (он образован их плоскостями поляризации). Пластинка, расположенная ближе к источнику, стала называться поляризатором, а та, что дальше - анализатором. Эти названия условны, так как пластинки не имеют качественного различия.

При смене угла интенсивность света, прошедшего через анализатор изменялась. Если плоскости поляризации располагались перпендикулярно, она была равна нулю. Каждая пластинка «вырезала» определенные плоскости колебаний светового вектора, из-за чего менялась интенсивность световой волны.

После тщательного анализа полученных результатов была открыта формула, связывающая интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор, с интенсивностью естественного света. Она выглядит так: I=0.5*I0*(cosФ)^2, где I - интенсивность естественного света, I0 - интенсивность света, прошедшего анализатор, Ф - угол между плоскостями поляризации турмалиновых пластинок.
Источники:
  • Закон Малюса
Обратите внимание
Стекло для опытов по поляризации света не подходит.
Полезный совет
Поляризационные фильтры представляют собой насадки на объектив. Они продаются в фотомагазинах. Обычно их изготавливают из прозрачных минералов с определенной кристаллической структурой. Сейчас для них применяют и синтетические пленки.

Для экспериментов с поляризацией света можно использовать полоску оргстекла толщиной 3 мм, длиной 30-50 см и шириной 5 см.

В качестве источника света можно использовать лампу накаливания, люминесцентную лампу, солнце, экран монитора, телевизор.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше