Поляризация света. Применение поляризации света

Задание на 17 апреля. Физика. Т-102. Урок 44

1. !!!!! Запишите в тетради свои ФИО, группу, тему, дату и номер урока

2. Сделать конспект 1,2,3 вопросов (не очень коротко) в тетрадь от руки.

3. Рисунок делать карандашом, аккуратно по линейке.

4. По 4 вопросу ничего писать не надо, только посмотреть фильм по второй ссылке

Записываем!!! 17 апреля 2020 года. Физика. Урок 44. Группа Т-102. ФИО…………..

Тема: Природа света. Поляризация света.

1.	История развития представлений о природе света
2.	Световой дуализм. Электромагнитная природа света
3.	Поляризация волн и света
4.	Экспериментальное определение скорости света

История развития представлений о природе света

Свет – это электромагнитные волны с длиной волны в диапазоне между 380 и 760 нм, воспринимаемые человеческим глазом. Раздел физики, изучающий свойства света и его взаимодействие с веществом, называют оптикой.    

Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. По мере изобретения и совершенствования различных оптических приборов (параболического зеркала, микроскопа, зрительной трубы) эти представления развивались и трансформировались. В конце XVII века возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон)и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс).

Согласно корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами. Ньютон считал, что движение световых корпускул подчиняется законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика от плоскости.

Волновая теория, в отличие от корпускулярной, рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу волновой теории был положен принцип Гюйгенса .

Таким образом, к началу XVIII века существовало два противоположных подхода к объяснению природы света: корпускулярная теория Ньютона и волновая теория Гюйгенса. Хотя к середине XIX века волновая теория была общепризнанна, вопрос о природе световых волн оставался открытым.

Тот факт, что свет в одних опытах обнаруживает волновые свойства, а в других – корпускулярные, означает, что он имеет сложную двойственную природу, которую принято характеризовать термином корпускулярно-волновой дуализм.

 

Электромагнитная природа света

В 60-е годы XIX века Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля, которые привели его к заключению, что свет – это электромагнитные волны. Важным подтверждением такой точки зрения послужило совпадение скорости света в вакууме с электродинамической постоянной и скоростью электромагнитных волн:

По электромагнитной теории, цвет света определяется длиной волны λ и частотой света ν. Эти две величины связаны формулой: c = λ · ν.

Поляризация волн

 

Можно создать поперечную волну в резиновом шнуре так, чтобы колебания быстро меняли свое направление в пространстве. Это аналог естественной световой волны. Пропустим теперь шнур сквозь узкий деревянный ящик (см. рис.1). Из колебаний всевозможных направлений ящик «выделяет» колебания в одной определенной плоскости. Поэтому из ящика выходит плоская волна, которую называют поляризованной.

Если на ее пути имеется еще точно такой же ящик, но повернутый относительно первого на 90°, то колебания сквозь него не проходят. Волна целиком гасится, т.е. полностью поляризуется. Первый ящик в этом случае называют поляризатором, а второй – анализатором.

Поляризация света. Применение поляризации света

 

В природе есть вещества, которые действуют на световую волну так же, как ящики в предыдущем опыте – на «резиновую» волну. Это, например, кристалл турмалина, кварца.

 Объяснение поляризации света

В луче света от обычного источника присутствуют колебания векторов напряженности электрического поля Е и магнитной индукции В всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения световой волны. Такая волна называется естественной волной. Поляризацией называется преобразование света из естественного в плоскополяризованный. Поляризация присуща только поперечным волнам. Поляризатор – это оптическое устройство, способное превращать свет из естественного в плоскополяризованный. В качестве поляроида можно взять кристалл турмалина – это прозрачный, зеленого цвета минерал, обладающий осью симметрии.

 Поляризация света после прохождения турмалина обнаруживается, если за первым кристаллом (поляризатором) поставить второй кристалл турмалина (анализатор). Кристалл турмалина выделяет только одну плоскость колебаний света. Поворачивая поляризатор, а затем анализатор, можно показать, что интенсивность проходящего света меняется от максимального значения до нуля. Для гашения света угол между осями поляроидов должен быть 90°. Если оси поляроидов параллельны, то второй поляроид пропускает весь свет, прошедший сквозь первый.

Такой свет называется поляризованным, или, точнее, плоскополяризованным, в отличие от естественного света, который может быть назван также неполяризованным.

Итак, кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоскополяризованный.

Применение поляризованного света:

  - плавная регулировка освещенности с помощью двух поляроидов

 - для гашения бликов при фотографировании (блики гасят, поместив между источником света и отражающей поверхностью поляроид)

 - для устранения слепящего действия фар встречных машин.