Методика исследования

Степень поляризации света, как отмечено в пункте 4.2, определяется соотношением:

Для дихроичных кристаллов она зависит от длины волны, т.е. . Так как частично поляризованный свет представляет собой смесь естественного и поляризованного света, а естественный свет можно разложить на две составляющие, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, то суммарную интенсивность света I можно представить как:

где – интенсивность света, плоскость колебания которого параллельна плоскости главного сечения (необыкновенный луч),

– интенсивность света, плоскость колебания которого перпендикулярна плоскости главного сечения (обыкновенный луч).

Интенсивность поляризованного света в этом случае может быть определена как:

так как в поляроиде практически полностью поглощается обыкновенный луч. Следовательно, степень поляризации можно определить следующим соотношением:

(79)

Интенсивность необыкновенного и обыкновенного лучей зависит от интенсивности I падающего на поляроид света:

, (80)

, (81)

где , – коэффициенты пропускания поляроида для необыкновенного и обыкновенного лучей.

Подставим в соотношение (79) соотношения (80) и (81), тогда получим:

. (82)

Таким образом, для определения степени поляризация светового пучка опытным путем необходимо найти отношение коэффициентов пропускания необыкновенного и обыкновенного лучей. С этой целью в лабораторной работе используются два одинаковых поляроида, у которых коэффициенты пропускания необыкновенного и обыкновенного лучей одинаковы,

Определим интенсивность света, прошедшего через оба поляроида (поляризатор и анализатор), если угол между главными плоскостями равен α .. Из первого поляроида (поляризатора), как уже отмечалось, выходят два луча: необыкновенный с интенсивностью и обыкновенный с интенсивностью . Каждый из этих лучей в анализаторе разделится на два луча с плоскостью колебаний, параллельной главному сечению анализатора и перпендикулярной ему, и амплитудами, равными:

как это следует из рисунка 39.

ПП¢ – главная плоскость поляризатора
AA¢ – главная плоскость анализатора
Рисунок 39

Из анализатора выйдут два необыкновенных и два обыкновенных луча, интенсивность которых будет определяться соотношениями:

, (83)

, (84)

, (85)

. (86)

Суммарная интенсивность необыкновенных лучей равна:

или, учитывая соотношения (80) и (81), получим:

. (87)

Аналогично получаем соотношение для интенсивности обыкновенных лучей:

. (88)

Максимальная интенсивность выходящего из анализатора светового пучка будет в случае, когда плоскость поляризатора параллельна плоскости анализатора, т.е. при α = 0, а минимальная при . Подставив значение α = 0 в соотношения (87) и(88), получим:

и, следовательно, максимальная интенсивность выходящего пучка равна:

(89)

Минимальную интенсивность получим, подставив в соотношения (87) и (88) :

отсюда

(90)

Складывая соотношения (89) и (90), получим:

откуда

(91)

Вычитаяиз соотношения (89)соотношение (90), получим:

откуда

. (92)

Таким образом,для степени поляризации света, вышедшего из поляроида, получаем следующее соотношение:

. (93)

Следовательно, для определения степени поляризации необходимо найти максимальную и минимальную интенсивность пучка, вышедшего из второго поляроида-анализатора. Интенсивность светового пучка может быть определена по величине фототока, возникающего в цепи фотоэлемента, освещенного световым потоком, выходящимиз анализатора. По закону Столетова фототокi пропорционален интенсивности падающего на фотоэлемент света, поэтому показания микроамперметра, включенного в цепь фотоэлемента, пропорциональны интенсивности светового пучка.

Тогда