Поляризационные призмы и приспособления

Призма Николя – николь изготавливается из исландского шпата. Кристалл исландского шпата разрезают по главной оси, стачивают грани разреза под небольшим углом, а затем склеивают канадским бальзамом (смола канадской сосны), показатель преломления которого

n = 1,550 меньше показателя преломления обыкновенной волны,

n_о = 1,658 и больше необыкновенной волны n_e = 1,486.

Естественный луч, падающий на грань АС (рисунок 37), раздваивается на необыкновенный луч е и обыкновенный о. Грани кристалла по линии разреза сточены так, чтобы обыкновенный луч при отражении от прослойки бальзама испытывал полное внутреннее отражение и поглощался зачерненной нижней поверхностью. Необыкновенный луч проходит через призму с незначительным отклонением. Таким образом, призма Николя позволяет получить плоскополяризованный свет.

Рисунок 37

Кроме призмы Николя изготавливаются и другие призмы на основе исландского шпата или в сочетании с другими прозрачными веществами, также позволяющие получить плоскополяризованный свет. Но самыми дешевыми и простыми приборами для получения поляризованного света являются поляроиды. Их действие основано на явлении дихроизма – различного поглощения обыкновенного и необыкновенного лучей кристаллом. Явление дихроизма наблюдается в кристаллах турмалина, герапатита (сернокислый йод-хинин). В кристалле турмалина толщиной 1 мм обыкновенный луч практически полностью поглощается, поэтому кристаллы турмалина толщиной более 1 мм можно использовать для получения поляризованного света, но поглощение необыкновенного луча зависит от длины волны и направления в кристалле, поэтому луч, выходящий из кристалла турмалина, будет окрашенным.

Кристаллы герапатита толщиной 0,1 мм также практически полностью поглощают обыкновенный луч, поэтому их используют в поляроидах, которые изготавливаются следующим образом. На целлулоидную пленку наносят кристаллы герапатита, ориентированные так, чтобы их главные оси были параллельны. В этом случае плоскости колебаний всех лучей, прошедших через различные кристаллы, будут параллельны – из поляроида выйдет поляризованный пучок лучей.

Описание установки

Для получения поляризованного света в данной работе используется поляроид, в качестве анализатора также используется поляроид.

Оптическая и электрическая схема установки приведены на рисунке 38.

1 – источник света, 2 – конденсор, 3 – диафрагма, 4 – светофильтр,
5 – поляризатор, 6 – анализатор, 7 – фотоэлемент, 8 – амперметр.
Рисунок 38

На оптической скамье установлены источник света с конденсором (оптический фонарь), диафрагма, поляроиды и фотоэлемент. На держателе поляризатора закреплен транспортир, позволяющий фиксировать ориентацию его главной плоскости, Анализатор располагается на минимальном возможном расстоянии от фотоэлемента для того, чтобы на него падал только свет, прошедший через анализатор.