Исследование явления дифракции света на компакт-диске

Свет может быть поляризован частично, тогда доля присутствующего в нем поляризованного света оценивается в процентах и степень поляризации Р определяется по формуле:

(4)

где Iполяриз – интенсивность поляризованного света, I полн – полная интенсивность света.

Практически все источники света испускают не поляризованный, т. е. естественный свет.

Существует несколько способов получения плоско поляризованного света.

1. При отражении света от диэлектрической пластины (стекло, пластмассы) наблюдается как отраженный, так и преломленный луч (рис. 4). При этом тот и другой луч оказываются частично поляризованными. Максимальная степень поляризации лучей достигается при определенном угле падения, определяемого законом Брюстера

, (5)

где n – показатель преломления данного диэлектрика.

2. Некоторые кристаллы обладают способностью при преломлении разделять падающий луч на два луча с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Эти два луча носят названия: обыкновенный – о, необыкновенный – е и характеризуются показателями преломления no и ne , причем no ¹ ne. Отклоняя один из лучей в сторону, можно выделить второй, т.е. получить плоско поляризованный свет. Устройства, действующие таким образом, называются поляризаторами (рис. 5).

3. У некоторых двупреломляющих кристаллов, например, турмалина, коэффициенты поглощения света обыкновенного и необыкновенного луча отличаются настолько, что уже при небольшой толщине один из них полностью гасится, и из кристалла выходит один плоско поляризованный луч. Это явления носит название дихроизма. Полученные на основе этого явления пластинки называются поляроидами. Аналогичным свойством обладают тонкие полимерные пленки, содержащие одинаково ориентированные игольчатые микрокристаллы йодистого хинина. Поляроидные пленки в комбинации с жидкокристаллическими структурами являются физической основой для изготовления ЖК-экранов.

Интенсивность света, прошедшего два поляризатора, прямо пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора (закон Малюса)

(6)

Задание 3. Проверка закона Малюса

Цель.

Доказать, что при прохождении света через поляризатор и анализатор, выполняется закон Малюса, т. е. отношение I/I0 = cos2a

1. Для выполнения задания используется прибор №2.

2. В комплект прибора входят два кусочка поляроидной пленки. Наложите одну пленку на другую и посмотрите их на просвет. При вращении одной из пленок вследствие явления поляризации наблюдаться периодическое ослабление и усиление проходящего света.

3. Закрепите щупы мультиметра в клеммах прибора, используя отверстия в клеммах. Переключатель мультиметра установите в положение DCA , 200m или V-, 200m - измерение постоянного напряжения.

4. Включите источник естественного света – лампочку накаливания.

5. Установите указатель поворота поляризатора в крайнее левое положение – 0°. Запишите показание прибора

6. Поворачивая поляризатор на каждый раз на 10° от 0° до 180°, записывайте показания мультиметра. При этом можно считать показания целыми числами (таблица 3 отчета).

7. Найдите среди измеренных значений наименьшее Imin. Оно соответствует такому положению положения поляризатора и анализатора, когда угол a = 90° . Выпишите в таблицу 4 все значения в сторону их увеличения вплоть до угла a = 0° .

8. Используемая в приборе поляроидная пленка не является идеальной, т. е. не поляризует свет на 100 %. Это приводит к тому, что даже при скрещенном положении поляризатора и анализатора сигнал прибора не равен нулю. Поэтому при обработке результатов измерений можно вначале вычесть из всех полученных значений минимальное значение: (I0 –Imin), а затем найти отношение (I0 –Imin)/I0. Причем в последнем вычислении в качестве I0 следует брать максимальное значение из ряда (I0 –Imin).

9. Постройте график зависимости (I0 –Imin)/I0. от cos2a . Сделайте вывод о выполнении закона Малюса.

Задание 4. Проверка закона Брюстера и определение показателя преломления

диэлектрика