Экспериментальная установка

Общий вид экспериментальной установки представлен на рис.4, а её оптическая схема – на рис.5. Экспериментальная установка состоит из осветителя 1 со сменными светофильтрами 2 из цветного стекла, поляризатора Р для получения линейно поляризованного света, линзы 3, кварцевого клина и анализатора A (второй поляризатор), расположенные в устройстве 4, и экрана наблюдения 5. В гнездо осветителя поочередно вставляются светофильтры из набора 6. Осветитель представляет собой лампочку накаливания и линзу, расположенную перед гнездом для светофильтра. Оптическая система линз позволяет получить на экране наблюдения яркое изображение нити накаливания лампочки в виде горизонтальной полосы.

С помощью поляризатора P из естественного монохроматического света получается линейно поляризованный монохроматический свет. При прохождении кварцевого клина плоскость поляризации поворачивается на некоторый угол, который можно определить с помощью анализатора А.

Устройство 4 с кварцевым клином 9 и анализатором А показано на рис.6 и на рис.5.

Кварцевый клин 9 может перемещаться в вертикальном направлении с помощью винта 8. При этом линейно поляризованный свет проходит через разную толщину клина, в результате происходит поворот плоскости поляризации на разные углы . Угол поворота определяется по шкале анализатора A (второго поляризатора). Длина перемещения клина контролируется по шкале с делениями, которая перемещается вместе с клином. Шкалу можно наблюдать с помощью зрительной трубы 10 после включения лампочки подсветки шкалы нажатием кнопки 7, показанной на рис.4. На рис.6 лампочка подсветки не видна, видны только подводящие провода.

Прохождение линейно поляризованного света через анализатор после поворота плоскости поляризации.

Пусть линейно поляризованный свет интенсивности падает на пластинку из кристаллического кварца, испытывает поворот плоскости поляризации на угол и проходит через скрещенный поляризатор (анализатор). У скрещенного анализатора плоскость максимального пропускания перпендикулярна плоскости поляризации света, падающего на пластинку из кварца (рис.7). Угол поворота зависит от длины волны (вращательная дисперсия, таблица 1).

Найдем интенсивность света на выходе из анализатора. Анализатор пропустит только колебания в проекции на плоскость пропускания с амплитудой .

Интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды , и интенсивность света, прошедшего через анализатор, равна

.

Угол поворота плоскости поляризации зависит от длины волны света . Если падающий свет содержит все длины волн в видимой части спектра, то при повороте анализатора будет изменяться спектральный состав прошедшего через него света. Так, например, если анализатор задерживает красную составляющую спектра, то прошедший свет будет вызывать у нас ощущение цвета с сине - зеленым оттенком. Если анализатор задерживает синие составляющие спектра, то оттенок цвета смещается в красную сторону.