22660

Явища обертання площини поляризації падаючого світла в речовинах

Доклад

Физика

Явища обертання площини поляризації падаючого світла в речовинах Відомо що світло – це поперечна хвиля тобто вона розповсюджується у напрямку  до площини що утворюють вектори E та H. Частковим випадком еліптичної поляризації є колова поляризація. Деякі речовини при проходженні через них світла можуть змінювати площину поляризації. Це пояснюється поворотом площини поляризації що здійснюється оптично активним зразком схема: Джерело – поляризатор – зразок – аналізатор Розглянемо явище у різних середовищах: 1 Усі одновісні оптично активні...

Украинкский

2013-08-04

359 KB

2 чел.

32. Явища обертання площини поляризації падаючого світла в речовинах

 Відомо, що світло – це поперечна хвиля, тобто вона розповсюджується у напрямку до площини, що утворюють вектори E та H. Якщо при поширенні хвилі напрямок векторів E та H залишається сталим, то таку хвилю називають лінійно поляризованою. Якщо кінчик вектора E описує еліпс – еліптична поляризація. Частковим випадком еліптичної поляризації є колова поляризація.

Деякі речовини при проходженні через них світла можуть змінювати площину поляризації. Такі речовини називають оптично активними. Оптично активними можуть бути: гази (комфорат), речовини в рідкому стані (патока, розчин цукру, камфора, нікотин), в твердому стані (кварц – навіть якщо світло іде вздовж оптичної осі – напрямок в якому відсутнє променезаломлення). Усі оптично активні речовини поділяються на правообертаючі та лівообертаючі.

Розглянемо приклад: Маємо схрещені поляризатор та аналізатор (Р та А) – на виході такої схеми при посиланні лінійно поляризованого світла отримуємо повне гашення . При введенні оптично активного зразка в цю систему на виході ми не отримуємо повне гашення . Це пояснюється поворотом площини поляризації, що здійснюється оптично активним зразком (схема: Джерело – поляризатор – зразок – аналізатор)

Розглянемо явище у різних середовищах:

1) Усі одновісні оптично активні  кристали при пропусканні світла вдовж оптичної осі повертають площину поляризації на деякий кут , який пропорційний для певної довжини хвилі товщині оптично активного шару.

      = d, де - обертальна здатність твердих тіл - це кут , на який повертається площина поляризації, при проходженні  пластинки товщиною 1м. Причому ~, тобто сильно залежить від довжини хвилі падаючого світла. Ця величина також залежить від природи речовини та її температури. d - товщина зразка. Обертання площини поляризації в одновісних кристалах спостерігається і тоді, коли  світло поширюється під кутом до оптичної осі. Але в таких випадках воно маскується подвійним променезаломленням. Ще важче спостерігати явище обертання площини поляризації в двовісних кристалах, так як обертання може бути різним вздовж кожної з оптичних осей. Досліди показують, що напрямок обертання(знак) змінюється при зміні напрямку поширення світла.

2) Для розчинів кут повороту площини поляризації прямо пропорційний товщині шару (d) і концентрації розчину (С) опт.акт. реч. =dC . Коефіцієнт характеризує природу розчиненої речовини і називається сталою обертання—він залежить від температури(не сильно) і довжини хвилі (обертальна дисперсія). Для чистих рідин і газів формула аналогічна, але замість С беруть густину рідини або газу.Стала обертання слабко залежить від агрегатного стану.

Вперше пояснення повертання площини поляризації дав Френель. Будь-яке лінійно поляризоване

коливання можна розкласти на 2 колових коливання Е` та E``.                               

Якщо ці два вектори коливаються з однаковою  швидкістю  u , то вектор Е колив вверх і вниз. Тобто лінійна поляризація розкладається на дві кругових. Френель припустив, що в оптично активних речовинах швидкість розповсюдження хвилі з правим обертанням E`` не дорівнює швидкості розповсюдження хвилі з лівим обертанням Е` , тобто uпрuл. Е` випереджає E``, звідки  маємо кут .