Упражнение 4. Исследование полуволновой кристаллической пластинки.

Целью упражнения является определение длины волны , для которой данная кристаллическая пластинка С₂ является полуволновой.

1. Вращая барабан монохроматора, установить длину волны, соответствующую максимальному значению фототока.

2. Cкрестить поляризатор и анализатор (при этом показания фотоприемника минимальны).

3. Установить между поляризатором и анализатором кристаллическую пластинку С₂. Вращая ее, вновь добиться минимальных показаний фотоприемника.

4. Повернуть пластинку С₂ на 45⁰ от этого положения.

5. Повернуть анализатор на 90⁰.

6. Снять фотоприемник и заменить его визуальной насадкой монохроматора.

7. Вращая барабан монохроматора, визуально найти на сплошном спектре источника участок полного поглощения (темная полоса).

Совместить визирную линию визуальной насадки с серединой темной полосы поглощения и записать отсчет барабана монохроматора, соответствующий этому положению. Длина волны , при которой данная пластинка С₂ является полуволновой, соответствует этому отсчету.

Контрольные вопросы :

1. Виды поляризации света. Закон Малюса.

2. Явление двойного лучепреломления.

3. Построение Гюйгенса для одноосных кристаллов.

4. Прохождение линейно поляризованного света через кристаллическую пластинку. Пластинки «/2» и «/4».

5. Анализ поляризованного света.

6. Поляризационные приспособления (поляроиды, поляризационные и двоякопреломляющие призмы).

7. Эксперимент. Анализ результатов эксперимента.

Лабораторная работа 43. Вращение плоскости поляризации в магнитном поле (эффект Фарадея).

В 1846 г. Фарадей обнаружил вращение плоскости поляризации в так называемых оптически неактивных веществах, помещенных в сильное постоянное магнитное поле. Это явление наблюдается при распространении света вдоль направления намагниченности и называется эффектом Фарадея.

Опыты Фарадея, а затем более точные измерения Верде, показали, что угол  поворота плоскости поляризации пропорционален длине пути света в веществе l и индукции внешнего магнитного поля В в веществе:

, (14)

где коэффициент называется постоянной Верде. Этот коэффициент зависит от рода вещества, физических условий и длины волны света.

Зависимость постоянной Верде от длины волны имеет вид:

, (15)

где A и С- некоторые константы.

Вещества, поворачивающие плоскость поляризации по часовой стрелке для наблюдателя, смотрящего в направлении магнитного поля, условились считать положительными, а против часовой стрелки - отрицательными. Характерной особенностью магнитного вращения плоскости поляризации является то, что направление вращения связано только с направлением магнитного поля и не зависит от направления распространения света, как при естественном вращении.

Задачей настоящей работы является определение угла поворота плоскости поляризации для стекла типа флинт и исследование зависимости угла поворота от длины волны падающего света.

На рис. 11 приведена схема установки для наблюдения эффекта Фарадея.

Рис. 11. Схема установки для наблюдения эффекта Фарадея.

Здесь S - источник света, C - сменные светофильтры, P - поляризатор, А - анализатор, М - электромагнит, G - исследуемый образец.

Для повышения точности определения угла поворота в работе используется полутеневой поляриметр, описанный в работе N41 «Изучение вращения плоскости поляризации с помощью полутеневого поляриметра».

Питание электромагнита осуществляется от специального устройства, состоящего из автотрансформатора и выпрямителя. Сила тока регулируется вращением рукоятки автотрансформатора (расположенной в его верхней части) и измеряется с помощью амперметра. Напряженность магнитного поля определяется по градуировочному графику, который находится на рабочем столе.