Библиографический список. 1. Зисман, Г. А. Курс общей физики: в 3 т

1. Зисман, Г. А. Курс общей физики: в 3 т. / Г. А. Зисман, О. М. Тодес. М.: Наука, 1970. Т. 3.

2. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 3 т. / И. В. Савельев. М.: Наука, 1968. Т. 3.

3. Яворский, Б. М. Курс физики / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. Т. 3. М.: Высш. шк., 1979.

Приложение

Вращение плоскости поляризации

В начале XIX столетия было установлено, что некоторые вещества при прохождении через них света поворачивают плоскость поляризации. Такие вещества назвали оптически активными.

Обнаружить это можно следующим образом: пропустим пучок монохроматического света через систему поляризатор–анализатор (рис. 15).

Установим анализатор таким образом, чтобы освещенность на экране Э отсутствовала. Угол между плоскостями поляризации Р и А будет равен 90°. В этом случае говорят, что Р и А «скрещены». Поставим между ними кварцевую пластинку К, вырезанную перпендикулярно к ее кристаллографической оси после чего обнаружим, что экран вновь оказался освещен. Это указывает на то, что плоскость поляризации луча анализатора теперь составляет не 90°, а 90 – a, т. е. на угол a повернулась плоскость поляризации светового луча при прохождении через пластину К. Ранее было показано, что если направление светового луча совпадает с оптической осью кристалла, то двойного лучепреломления не происходит и структура прошедшего через кристалл луча не меняется. Но, как мы только что убедились, кварц в таком состоянии способен поворачивать плоскость поляризации светового луча. Для того чтобы определить величину и направление угла поворота плоскости поляризации кварцевой пластинки, необходимо вновь повернуть анализатор до получения темноты на экране. Этот поворот составит угол a. При этом существуют вещества, поворачивающие плоскость поляризации влево. Такие вещества называют левовращающими. Существуют также вещества правовращающие.

Угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине оптически активного вещества:

где b – постоянная вращения. Коэффициент b зависит от рода вещества, его показателя преломления и длины волны света. Как показал Больцман, b связана с a следующим соотношением:

где a и b ― некоторые постоянные, характеризующие вещество.

Зависимость b от l приводит к наблюдаемой на опыте поляризационной дисперсии. У кварца для мкм коэффициент b = 21,7 °/мм.

Наряду с кристаллическими веществами существуют жидкости, которые обладают значительной способностью вращать плоскость поляризации (раствор сахара, камфара, скипидар, многие масла).

Это обстоятельство приводит к широкому практическому применению явления поляризации, так как позволяет определить по углу поворота плоскости поляризации концентрацию раствора оптически активных веществ. При этом используется следующая зависимость:

где С – концентрация вещества в растворе.

Приборы, служащие для исследования растворов, называются поляриметрами.

Помимо определения концентрации поляризованный свет находит широкое применение в исследовательских целях и при решении различных технических задач. Рассмотрим некоторые из них.

Оптически изотропные вещества (стекло, жидкость) можно превратить в анизотропные, подвергая их односторонней деформации или помещая в электрическое поле. Схема установки для изучения искусственной анизотропии, возникающей в жидкости, созданной электрическим полем (эффект Керра), изображена на рис. 16.

При изменении разности потенциалов приложенной к электродам, молекулы жидкости, обладающие электрическим моментом, ориентируются вдоль поля, поэтому электрические, а следовательно, и оптические свойства жидкости становятся различными вдоль направления поля и перпендикулярно ему. Жидкость уподобляется одноосной оптически анизотропной среде, что приводит к изменению интенсивности света, прошедшего через поляризатор и анализатор.

Если убрать внешнее поле, то тепловое движение разрушает упорядоченное расположение электрических осей молекул и жидкость вновь делается изотропной. Это исчезновение анизотропии происходит за 10^–10 с, поэтому жидкость почти без инерции реагирует на все изменения внешнего поля. Это устройство нашло применение в кино в качестве быстродействующего оптического затвора, позволяющего фотографировать с экспозицией в 10^–8 с.

Поиск по сайту: