Мета роботи: вивчення основних явищ поляризації світла: експериментальна перевірка закону Малюса; експериментальна перевірка закону Брюстера; визначення ступеня поляризації світла; вивчення поляризації світла при відбиванні. Прилади: пристрій для вивчення основних явищ поляризації світла: оптична лава; джерело світла; поляризатор; аналізатор; стопа пластин; чорне дзеркало; фотоприймач (прилад для вимірювання інтенсивності світла) Теоретичні відомості Природним називається світло, в якому з всілякими орієнтаціями світлового вектора Е в просторі. (рис 1,а) Частково поляризованим називається світло, в якому світловий вектор Е більше впорядкований в певному напрямі. (рис 1,б) Плоскополяризованим або лінійно поляризованим називається світло, в якому вектор Е коливається тільки у одному напрямку. (рис 1,в) Закон Малюса На шляху натурального світла розміщений поляроїд 1. Вийшовши з нього світло стає поляризованим. Далі воно проходить через поляроїд 2 і попадає на екран. Перший поляроїд називається поляризатором, другий аналізатором. PQ – площина поляризації першого поляроїда. Вийшовши з нього вектор Е коливається перпендикулярно площині PQ з середньою амплітудою А. МН – площина поляризації другого поляроїда. Вийшовши з другого поляроїда промінь коливається з амплітудою В. Закон Брюстера Якщо відбитий промінь пройшов через поляроїд то повертаючи поляроїд, на екрані можна спостерігати підсилення чи послаблення світла. Це дає право стверджувати, що відбитий промінь був хоча би частково поляризований. Якщо міняти ( від 0-90(, то при певному куті (0 інтенсивність максимальна, тобто промінь стає поляризованим. Закон Брюстера. Відбитий промінь завжди поляризується у площині падіння. Коливання Е проходить перпендикулярно до площини падіння. Заломлений промінь те ж поляризується але лише частково. Порядок виконання роботи 1. Перевірка закону Малюса Скласти оптичну схему у такій послідовності: джерело світла – поляризатор – фотоприймач. Для цього поляризатор 3 встановити у рейтер. Увімкнути джерело світла, вивести регулятор інтенсивності світла в середнє значення. Домогтися того, щоб центральна частина поляризатора була максимально освітлена. Повертаючи аналізатор, встановити площину його пропускання паралельно до площини пропускання поляризатора. Таке положення відповідає випадку, коли кут між площиною коливань вектора Е в поляризаторі та аналізаторі дорівнює нулеві. Умові (=0, згідно з законом Малюса, відповідає максимальне значення інтенсивності світла, що проходить через систему. Записати значення отриманого струму, що відповідає (=0, в таблиці 1. Повертаючи аналізатор на 360(, через кожні 30( записати відповідні експериментальні значення фотоструму. На основі отриманих даних побудувати графік залежності І від ( та пояснити його. Вимкнути фотоприймач Поставити поляризатор та аналізатор у вільні рейтери за фотоприймачем. 2. Перевірка закону Брюстера Встановити чорне дзеркало у рейтер 2, дзеркало брати обережно за нижню частину поворотного столика. Повернути дзеркало на столику таким чином, щоб падаючий від джерела промінь утворював кут 57( з нормаллю до дзеркала. Кут падіння 57( відповідає куту Брюстера для межі середовищ повітря – скло. Напрям нормалі виставити за допомогою смужок 4 на поворотному столику. При повертанні дзеркала не торкатись руками робочої частини дзеркала. Дивлячись на дзеркало в напрямі відбитого променя, побачити зображення джерела світла. За ходом відбитого променя між дзеркалом та оком розмістити аналізатор. Тримаючи його в руці за металевий шток, повертати в оправі, домагаючись мінімальної освітленості зображення джерела в дзеркалі. Пояснити явище, яке ми спостерігаємо, та визначити площину поляризації відбитого променя, користуючись відомою площиною пропускання аналізатора. Дослід повторити для кутів падіння 40( та 30(. Переконатися, що при кутах падіння відмінних від Lбр, відбитий промінь є частково поляризованим. Поставити чорне дзеркало та аналізатор у вільні рейтери праворуч від фотоприймача. 3. Визначення ступеня поляризації Скласти оптичну схему у такій послідовності: джерело світла - стопа пластин аналізатор - фотоприймач. Повернути столик із стопою пластин таким чином, щоб падаючий від джерела промінь утворював кут 57( з нормаллю до стопи пластин. Напрям нормалі виставити за допомогою міток на поворотному столику стопи. Прослідкувати, щоб падаючий промінь проходив через центр стопи і освітлював центральну частину аналізатора та фотоприймача. Увімкнути фотоприймач. Повертаючи аналізатор, визначити максимальне та мінімальне значення фотоструму. Розрахувати ступінь поляризації світла, що пройшло через пластини згідно з формулою: Визначити площину поляризації променя 2, що виходить зі стопи пластини, користуючись відомою площиною пропускання аналізатора. Дослід повторити для кутів падіння L=40(, 30(, 20(,0(. Результат занести в таблицю 2. Пояснити отримані результати. Стопу пластин та аналізатор поставити у вільні рейтери. Таблиці результатів вимірювань Таблиця 1 Таблиця 2
