yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Фізика->Содержание->Контрольні питання[24])

Физика

Будь-який поляризатор можна використовувати для дослідження поляризованого світла, тобто як аналізатор. У цьому разі інтенсивність I лінійно поляризованого світла, яке пройшло аналізатор, відповідно до закону Малюса дорівнюватиме

                                         ,                            (6.2.1)

де  – інтенсивність падаючого на аналізатор лінійно поляризованого світла;  – кут між площинами коливань падаючого світла (площина коливань вектора ) й площини аналізатора. Повертаючи площину аналізатора відносно осі, що проходить через поляризований промінь світла, можна спостерігати зміну освітленості поля зору за аналізатором. Так, коли площина аналізатора та площина коливань світла схрещені (), інтенсивність світла, яке проходить через аналізатор, дорівнює нулю (), тобто поле зору буде темним.

Під час проходження лінійно поляризованого світла через деякі речовини спостерігається поворот площини коливань світла. Такі речовини називають оптично активними. До них відносять кристалічні тіла (наприклад, кварц, кіновар), чисті рідини (наприклад, скипидар, нікотин) і розчини оптично активних речовин у неактивних розчинниках (водяні розчини цукру, винної кислоти та інші).

 

Рисунок 6.2.4 – Поворот площини поляризації світла в оптично активній речовині

 

Явище повороту площини поляризації світла пояснюється такими міркуваннями. Лінійно поляризоване світло  можна подати як суперпозицію право-  та ліво-  поляризованих по колу хвиль, які мають однакові частоти й амплітуди (рис. 6.2.4). Дійсно, як випливає з рис. 6.2.4 а, у деякій точці простору сума двох векторів  і  дорівнює підсумковому вектору , який у довільний момент часу паралельний сталому в часі напрямку . Тобто  є напруженістю електричного поля лінійно поляризованого світла. Френель з’ясував, що в оптично активних речовинах світлові хвилі, які мають праву та ліву поляризацію, поширюються з різною швидкістю. Через це під час проходження світла через оптично активну речовину один із векторів, наприклад , буде відставати у своєму обертанні від вектора  (рис. 6.2.4 б). Тому в іншій точці простору підсумковий вектор  повертатиметься у бік більш "швидкого" вектора  і займе положення . Кут повороту дорівнюватиме .

Неоднаковість швидкостей поширення світла з різними напрямками колової поляризації обумовлена асиметрією молекул або асиметричним розміщенням атомів у кристалі.

З фізичних міркувань зрозуміло, що кут , на який повертається площина поляризації у розчинах, збільшується прямо пропорційно товщині шару розчину  й концентрації оптично активної речовини :

                                            ,                               (6.2.2)

де  – коефіцієнт, який називають питомим обертанням розчиненої речовини (стала обертання). Стала обертання залежить від температури і довжини хвилі світла.

Визначивши шлях променя світла у розчині, сталу обертання та кут повороту площини поляризації, можна обчислити концентрацію оптично активної речовини в розчині.

 

81