- •Министерство образования и науки рф
- •Содержание
- •Определение постоянной Планка с помощью светодиода………. 74
- •Определение показателя преломления твердых тел с помощью микроскопа
- •Сведения из теории
- •Описание метода
- •Выполнение работы
- •Определение фокусного расстояния линзы
- •Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Сведения из теории
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение длины волны света с помощью колец ньютона
- •Выполнение работы
- •Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
- •Сведения из теории
- •Принцип Гюйгенса - Френеля
- •Метод зон Френеля
- •Дифракция Френеля от простейших преград
- •Дифракция Фраунгофера (дифракция в параллельных лучах)
- •Дифракционная решетка
- •Характеристики дифракционной решетки
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Изучение явления дифракции света с помощью дифракционной решетки
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение концентрации раствора сахара поляриметром
- •Сведения из теории Свет естественный и поляризованный
- •Естественное вращение плоскости поляризации
- •Полутеневое поле зрения
- •Описание прибора
- •Выполнение работы
- •Определение степени поляризации лазерного луча и проверка закона малюса
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Исследование фотоэлементов
- •Сведения из теории
- •Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
- •Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом
- •Вольт - амперные и люкс - амперные характеристики фотоэлементов
- •Применение фотоэлементов
- •Выполнение работы
- •Определение постоянной стефана - больцмана с помощью фотоэлектрического пирометра
- •Сведения из теории
- •Описание метода и установки
- •Выполнение работы
- •Определение постоянной стефана - больцмана с помощью пирометра с исчезающей нитью
- •Оптическая схема и конструкция пирометра лоп-72
- •Работа с пирометром лоп-72
- •Выполнение работы
- •Исследование линейчатых спектров испускания с помощью монохроматора ум-2
- •Сведения из теории
- •Монохроматор ум-2
- •Выполнение работы
- •Определение постоянной планка с помощью светодиода
- •Краткие теоретические сведения
- •Теоретические основы определения постоянной Планка.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Пример обработки результатов прямого измерения
- •Пример обработки результатов косвенного измерения
- •Основные величины и единицы си
- •Дополнительные единицы
- •Производные единицы, имеющие специальное наименование
- •Абсолютные показатели преломления некоторых веществ
- •Длины волн видимой области спектра
- •Работа выхода электронов
- •Некоторые физические постоянные
Естественное вращение плоскости поляризации
При прохождении плоскополяризованного света через некоторые вещества наблюдается вращение плоскости колебаний светового вектора или, как принято говорить, вращение плоскости поляризации. Вещества, обладающие такой способностью, называются оптически активными. К их числу принадлежат кристаллические тела (например, кварц, киноварь), чистые жидкости (скипидар, никотин) и растворы оптически активных веществ в неактивных растворителях (водные растворы сахара, винной кислоты и др.). В случае твердых тел угол поворота плоскости поляризации пропорционален пути l, пройденному лучом в кристалле:
= l . (6.2)
Коэффициент называют постоянной вращения. Его принято выражать в угловых градусах на миллиметр. Постоянная вращения зависит от длины волны. В растворах угол поворота плоскости поляризации пропорционален пути луча в растворе l и концентрации активного вещества C:
= [] C l , (6.3)
где [] - величина, называемая удельной постоянной вращения.
В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества подразделяют на право- и левовращающие. Для объяснения вращения плоскости поляризации Френель предположил, что в оптически активных веществах лучи, поляризованные по кругу вправо и влево, распространяются с неодинаковой скоростью. Плоскополяризованный свет можно представить как суперпозицию двух поляризованных по кругу волн, правой и левой, с одинаковыми частотами и амплитудами. Действительно, геометрическая сумма световых векторов и, поляризованных по кругу волн, в каждый момент времени будет лежать в одной и той же плоскостиР (рис.6.3).
Действительно, в этом случае
эт = [] Сэт l, иссл = [] Сиссл l,
следовательно,
. (6.4)
Полутеневое поле зрения
Угол вращения плоскости поляризации можно измерить, поместив оптически активное вещество между поляризатором и анализатором. Если их главные плоскости взаимно перпендикулярны, то плоскополяризованный свет, вышедший из поляризатора, в отсутствие оптически активного вещества будет целиком задержан анализатором, и поле зрения будет темным. Введение оптически активного вещества приводит к повороту плоскости поляризации, благодаря чему поле зрения светлеет. Повернув анализатор вокруг светового пучка так, чтобы поле зрения стало опять темным, можно тем самым найти и угол поворота плоскости поляризации в исследуемом веществе.
Однако определение угла поворота таким способом сопряжено со значительными погрешностями, ибо визуально трудно найти с достаточной точностью положение анализатора, соответствующее максимальному затемнению поля зрения. Поэтому при измерениях обычно применяют полутеневой метод, в котором установка производится не на темноту поля зрения, а на равную яркость полей сравнения.
Получить полутеневое поле поляриметра можно различными способами, основанными, однако, на одной и той же идее своеобразного “разделения” пучка, вышедшего из поляризатора, на две части.
При прохождении через анализатор А интенсивности обоих пучков будут зависеть от положения главной плоскости анализатора относительно направлений колебания светового вектора в этих пучках (рис.6.4, б, где и- световые векторы обоих пучков;РА - главная
плоскость поляризатора). Амплитуды колебаний света в пучках, прошедших через анализатор, равны проекциям векторов ина направлениеРА. В общем случае эти проекции различны, поэтому и интенсивности обоих пучков будут отличаться друг от друга. Для уравнивания интенсивностей пучков, а следовательно и яркостей полей сравнения анализатор А достаточно повернуть в положение, при котором его главная плоскость совпадает с биссектрисой угла (рис. 6.4,в). При введении между поляризатором и анализатором оптически активного вещества плоскости поляризации обоих пучков повернутся на некоторый угол и яркости полей сравнения изменятся.
Угол легко определить: он равен углу, на который следует повернуть анализатор, чтобы опять уравнять яркости обоих полей (рис.6.4, г).