WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Поляризація світла - Реферат

Поляризація світла - Реферат

також залежить від напрямку поширення світла в кристалі. Це явище називають дихроїзмом. Прикладом сильно дихроїчного природного кристала є турмалін, в якому коефіцієнт поглинання для звичайного променя в багато разів більший ніж для незвичайного. Пластинка турмаліну товщиною всьоголише 1 мм практично повністю поглинає звичайний промінь, так що світло, яке проходить крізь неї, буде лінійно поляризованим. Коефіцієнт поглинання незвичайного променя в турмаліні великою мірою залежить від частоти світла. Тому при освітленні білим світлом пластинки турмаліну в світлі, що проходить будуть переважати хвилі, частоти яких відповідають жовто - зеленій області видимого світла.
Ще сильніше виявляють дихроїзм кристали герапатиту (сірчанокислого йод-хініну), які при товщині ? 0,1мм повністю поглинають звичайні промені видимої області спектра. Розміри кристалів герапатиту малі. Тому, щоб побудувати поляризатор з великою площею поверхні, застосовують целулоїдні плівки, в які введено велике число однаково орієнтованих кристаликів герапатиту. Такі плівки називають поляроїдами.
Перевага поляроїдів перед плавками - це можливість виготовити їх з площами поверхні до декількох квадратних метрів. Але ступінь поляризації світла в них сильно залежить від довжини хвилі (більше ніж в призмах). Поляроїди мають також меншу, ніж призми, прозорість(приблизно 30%) і невелику термостійкість, що не дозволяє використовувати їх при могутніх світлових потоках. Так, поляроїди застосовують для захисту водіїв від осліплюючої дії сонячних променів і фар зустрічного автотранспорту.
5.Штучна оптична анізотропія.
Подвійне заломлення променів має місце в природних анізотропних середовищах. Проте існують різні способи отримання штучної оптичної анізотропії, тобто надання її від природи ізотропним речовинам.
Оптично ізотропні речовини стають оптично анізотропними під дією:
1)одностороннього стискання або розтягу (кристали кубічної системи, скло,...); 2) електричного поля (ефект Керра, рідини, аморфні тіла, гази); 3) магнітного поля (рідини, скло, колоїди). У перелічених випадках речовина набуває властивостей одноосного кристала, оптична вісь якого збігається з напрямком деформації, або напрямками дії електричного чи магнітного полів.
Мірою оптичної анізотропії є різниця показників заломлення звичайного і незвичайного променів у напрямку, перпендикулярному до оптичної осі:
при дії деформації - (n0 - ne) = k1?;
при дії електричного поля - (n0 - ne) = k2E2;
при дії магнітного поля - (n0 - ne) = k3H2., (36)
де k1, k2, k3 - сталі, які характеризують речовину, ? - нормальна напруга, Е і Н - відповідно напруженості електричного і магнітного полів.
На рис.23 зображена принципова схема для спостереження ефекта Керра у рідинах ( установки для вивчення розглянутих явищ подібні ).
Комірка Керра (кювета з рідиною, наприклад нітробензолом), в яку занурено обкладки плоского конденсатора, розміщена між схрещеними (? = 900 ) поляризатором Р та аналізатором А. При відсутності електричного поля світло не проходить крізь систему. Під дією однорідного електричного поля рідина поляризується і набирає властивостей одноосного двозаломлюючого кристала. При зміні різниці потенціалів між електродами змінюється ступінь анізотропії речовини, а звідси - і інтенсивність світла, яке проходить крізь аналізатор. На шляху l між звичайним і незвичайним променями виникає різниця ходу ? = l (n0 - ne) = k2lE2 ( з урахуванням виразу (36))
і відповідно різниця фаз ? = 2??/? = 2?BlE 2, де B = k2/? - стала Керра.
Ефект Керра - оптична анізотропія речовини під дією електричного поля - пояснюється різною поляризацією молекул рідини в різних напрямках. Це явище практично безінерційне, тобто перехід речовини з ізотропного стану в анізотропний при вмикання поля (і навпаки) не перевищує 10-10с. Тому комірка Керра широко використовується як швидкодіючий світловий затвор у швидкоплинних процесах (записування та відтворення звуку, швидкісна фото- і кінозйомка, визначення швидкості поширення світла і т.п.) .
Штучна оптична анізотропія під дією механічної деформації дозволяє вивчати напруги, що виникають в прозорих тілах. В даному випадку про ступінь деформації окремих ділянок (наприклад, залишкових внутрішніх напруг у склі при його загартуванні) роблять висновок по розподілу в об'єкті забарвлення. Оптичний метод вивчення на прозорих моделях розподілу внутрішніх напруг у різних непрозорих частинах машин і споруд широко застосовують у сучасній техніці. Для цього використовують моделі, виготовлені з прозорих матеріалів, а потім роблять відповідний перерахунок на конструкцію, яка проектується.
6. Обертання площини поляризації.
Деякі речовини (наприклад, з твердих тіл - кварц, цукор, кіновар, з рідин - водні розчини цукру, глюкози, скипидар, винна кислота), які називали оптично активними, мають властивість обертати площину поляризації.
Обертання площини поляризації можна спостерігати на такому досліді (рис.24).
Якщо між схрещеними поляризатором Р і аналізатором А, які дають темне поле зору, розмістити оптично активну речовину (наприклад, кювету з розчином цукру), то поле зору аналізатора просвітлюється. При обертанні аналізатора на деякий кут ?, можна знову отримати темне поле зору. Кут ? і є кутом, на який оптично активна речовина обертає площину поляризації світла, що проходить крізь поляризатор. Оскільки обертанням аналізатора можна отримати темне поле зору, то світло, що проходить крізь оптично активну речовину, можна вважати плоскополяризованим.
Досліди показують, що кут обертання площини поляризації для оптично активних кристалів і чистих рідин дорівнює ? = ?d,
для оптично активних розчинів ? = [?]Cd, (37)
де ?([?]) - так зване питоме обертання, яке чисельно дорівнює куту оберту площини поляризації світла шаром оптично активної речовини одиничної товщини (для розчинів - одиничної концентрації); С - об'ємно-вагова концентрація оптично активної речовини в розчині, кг/м3; d - товщина шару оптично активної речовини, який пройдений світлом.
Питоме обертання площини поляризації і ,зокрема, формула (37) лежить в основі дуже точного методу швидкого визначення концентрації розчинів оптично активних речовин, який називають поляриметрією. Для цього використовують установку, що показана на рис. 24. Вимірявши кут оберту площини поляризації ? та знаючи [?] з формули (37), можна визначити концентрацію розчиненої речовини.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Оптика.. - К.: Вища шк.., 1995.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1989,т.3.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. - М.: Наука, 1989.
4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Наука, 1989, т.3.
5. Горбань І.С. Оптика. - К.: Вища шк.., 1979.
Loading...

 
 

Цікаве