Поглощение света в дихроичных пластинках (поляроиды).

У некоторых двоякопреломляющих кристаллов (например, турмалина) ко­эффициенты поглощения света для обыкновенного и необыкновенного лучей отличаются настолько сильно, что уже при небольшой толщине кристалла один из лучей (обыкновенный) гасится практически полностью, и из кристалла вы­ходит линейно поляризованный пучок света определенного спектрального со­става (для турмалина это желто-зеленая часть спектра). Это явление носит на­звание дихроизма. В настоящее время дихроичные пластинки изготовляются в виде тонких пленок – поляроидов.

Монокристаллы другого дихроичного вещества - герапатита - уже при тол­щине порядка 0,3 мм дают в проходящем пучке почти линейно поляризованный свет (степень поляризации больше 99,5%) во всем видимом спектре.

В последнее время появились поляроиды, которые получаются путем иоди­рования пластмасс и создания из них растянутых пленок. Сильный дихроизм таких пленок обусловлен одинаковой ориентацией молекул I₂ находящихся среди ориентированных в одном направлении молекул пластмассы. Пластмас­совые поляроиды дают очень высокую степень поляризации по всему видимо­му спектру, включая и его красную область.

Преимущество поляроидов по сравнению с поляризационными призмами заключается в возможности получать поляризующие системы с большой апер­турой. Малая толщина поляроида позволяет устанавливать его практически в любом месте оптической системы. Степень поляризации достигает 98%.

Недостатки поляроидов связаны с некоторым изменением спектрального со­става света, проходящего через такой поляризатор. Поляризационные призмы из кальцита или кварца практически не изменяют спектральный состав прохо­дящего через них света.

Изучение поляризационных приспособлений удобно проводить на приборе Норренберга

 

Задание I. Изучение поляризационных приспособлений.

 

1) Поместите на платформу поляроид и, вращая его вокруг вертикальной оси, проведите наблюдение над прошедшим лучом. Изменяется ли ин­тенсивность света при повороте? Объясните наблюдаемое явление.

2) На верхнюю платформу поместите призму Николя (в качестве анализато­ра), а на предметный столик- поляроид (в качестве поляризатора).

Поворачивая призму Николя, убедитесь, что свет, прошедший через поляроид, поляризован. Поменяв местами призму и поляроид, повторите опыт.

На предметный столик поместите горизонтальную стопу Столетова (поляризатор). На верхнюю платформу – поляроид (анализатор). Исследуя при помощи поляроида свет, прошедший через стопу Столетова, решите, поляризован ли он. Повторите подобные наблюдения несколько раз, меняя угол наклона стопы. Объясните наблюдаемое. Можно ли добиться полной поляризации света, пользуясь стопой Столетова?

Сколько раз при полном – повороте поляроида получается гашение света и достигается максимум яркости?

3) Пронаблюдайте двойное лучепреломление в исландском шпате. Для этого установите кристалл на верхнюю платформу. В поле зрения видны два изображения диафрагмы: одно создается обыкновенным лучом, другое – необыкновенным. При вращении кристалла одно изображение диафрагмы остается неподвижным, другое – описывает окружность вокруг первого.

Поместите на предметный столик призму Николя (в качестве поляризатора), на верхнюю платформу – кристалл исландского шпата. Что наблюдается при вращении кристалла? Объясните наблюдаемое явление. Отметьте по шкале угол поворота, соответствующий переходу от гашения луча обыкновенного к гашению луча необыкновенного.

 

Прибор Норренберга.

 

Рис.5

1 - основание; 2 – лист белой бумаги, которая выполняет роль отражения; 3 – вертикальные стойки; 4 – предметный столик; 5 – диафрагма; 6 – платформа; 7 – градусный лимб.

На платформе в гнезде может вращаться анализатор поляризованного света. Положение анализатора относительно прибора может быть отсчитано с помощью указателя.

Лист бумаги необходимо хорошо осветить, поставив рядом осветитель. Если на предметном столике нет поляризатора, то прибор Норренберга пропустит в вертикальном направлении пучок неполяризованных лучей.