Порядок выполнения работы

1. На противоположных концах оптической скамьи установить осветитель, линзу,

поляризационное устройство и фотоэлемент; подобрать положение линзы так, чтобы на поляроиды падал параллельный пучок лучей (для этого источник света должен находиться в фокусе собирающей линзы).

2. Установить поляризационное устройство так, чтобы нулевое деление шкалы по-

ляризатора (первый поляроид) совпало с меткой на анализаторе (второй поляроид) - этому положению поляризационного устройства соответствует угол j =0.

3. Поместить фотоэлемент на таком расстоянии от линзы, чтобы при j =0 ток

микроамперметра не превышал максимального значения по шкале прибора.

4. Не меняя расстояния между фотоэлементом и линзой, исследовать зависимость

, меняя в поляризационном устройстве уголj поворотом анализатора от 0 до 90⁰и производя измерения через каждые 10⁰.

5. Произвести три серии таких измерений, занести данные в таблицу измерений и

результатов расчетов и вычислить среднее значение J_k/ J₀ для каждого значенияj .

Таблица измерений и результатов расчетов

№ п/п	j , град.	i, 10^-6А		i, 10^-6А		i, 10^-6А			cos j	cos^2j
1	0
2	10
3	20
…	…
10	90

6. Построить график

7. На этом же графике построить теоретическую кривую

Сравнение двух полученных кривых покажет, насколько хорошо данные поляроиды подчиняются закону Малюса.

Контрольные вопросы

1. Устройство поляроида и принцип его работы.

2. Как оценить степень поляризации частично поляризованного света?

3. Чем объясняется тот факт, что экспериментальная кривая не пересекает ось абсцисс при j = 90⁰?

Задание № 3. Изучение магнитного вращения плоскости поляризации

Цель работы: изучение явления магнитного вращения плоскости поляризации веществом, экспериментальное определение постоянной Верде для оптически активного вещества.

Приборы и принадлежности: поляриметр, трубка с обмоткой, растворы сахара различной концентрации, вольтметр, амперметр, ЛАТР.

Теория работы

В оптически активных веществах осуществляется естественное вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света. Однако и оптически неактивные вещества при помещении их в магнитное поле приобретают способность вращать плоскость поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в веществе вдоль направления магнитного поля. Это явление является магнитным эффектом и называется явлением Фарадея.

Угол поворота плоскости поляризации j_Нлинейно поляризованного света, обусловленный магнитным эффектом, равен:

, (6)

где r- постоянная Верде;l- длина пути света в веществе;H- напряженность магнитного поля. Постоянная Вердеrзависит от природы вещества, его температуры и от длины волны света.

Направление вращения плоскости поляризации (знак j_Н) зависит только от природы вещества и направления магнитного поляН. Угол вращения считается положительным при вращении по часовой стрелке для наблюдателя, смотрящего вдоль магнитного поля. Большинство веществ дает правое, положительное вращение.

Оптически активное вещество в магнитном поле поворачивает плоскость поляризации линейно поляризованного света на угол j =j_е ±j_Н, гдеj_е - угол поворота при естественном вращении; j_Н – угол поворота при магнитном вращении.

Изменение направления магнитного поля изменяет лишь знак j_Н, но не влияет на знак угла естественного вращенияj_е.

В лабораторной работе определяется постоянная Верде для водного раствора сахара путем измерения с помощью поляриметра угла естественного поворота j_е плоскости поляризации линейно поляризованного света при выключенной обмотке вокруг трубки, угла поворотаj при включенной обмотке. Угол поворота при магнитном вращении определяется по формуле

j_Н =j -j_е. (7)