Поляризация света

сформировать понятие о поляризации света, объяснить поляризацию света с точки зрения волновых представлений, организовать на уроке самостоятельное изучение данного явления с помощью выполнения экспериментальных заданий

закрепление основных навыков экспериментальной работы;

Развитие познавательных умений и самостоятельности к творческому поиску при решении конкретных задач;

Развитие умений анализировать работу; умение сравнивать теоретические выводы и результат эксперимента.

Что такое свет? Ответ: свет – это электромагнитные волны

Поперечны или продольны электромагнитные волны? Что совершает колебания?

Ответ: Электромагнитные волны поперечны. Векторы напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В перпендикулярны друг другу, колеблются в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Каковы фазы колебаний векторов Е и В? Ответ: Векторы В и Е колеблются в одинаковых фазах, т.е. достигают максимума и минимума одновременно в одних и тех же точках пространства.

Какова скорость света в вакууме? Ответ: Скорость света равна 300000 км/с.

В световых волнах, испускаемых обычными источниками света (например, лампочкой накаливания), колебания вектора Е происходят по всевозможным направлениям. Такой свет называют естественным (не поляризованным).

1. Если эти щели будут параллельны друг другу, колебания будут проходить полностью (рис. 2).

2. Если щели будут перпендикулярны друг другу, то после второй щели колебания полностью погасятся (рис. 3).

Проверка на опыте поляризованности света, испускаемого различными источниками

Проведем опыты, в которых проверим поляризованность света, испускаемого различными источниками света. (учащимся раздаются листы с фотографиями опытов, после проведения наблюдения они должны дописать свои выводы)

Опыт 1.
Жидкокристаллический монитор даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 2. Излучение дисплея калькулятора даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Свет дисплея мобильного телефона даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 4.
Луч лазера даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 7.
Экран монитора на электронно-лучевой трубке испускает неполяризованный свет. «Погасить» его можно лишь при помощи двух скрещённых поляроидов. Свет, испускаемый телевизором с кинескопом, лампой дневного света, свечой, газовой горелкой, светодиодом также неполяризован.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

Поляризация света: marta_inj — ЖЖ Свет, поляризованный по кругу, при прохождении через поглощающую среду На анимации показано, что происходит со светом круговой поляризации, когда он проходит через поглощающую среду с показателем преломления 1. Спрашивайте, я на связи!

Поляризация света

Явление Поляризации Света Может Возникнуть в Кристалле

Сформировать у школьников понятие «естественный и поляризованный свет»; познакомить с экспериментальным доказательством поперечности световых волн; изучить свойства поляризованного света, показать аналогию между поляризацией механических, электромагнитных и световых волн; сообщить о примерах использования поляроидов.

Явления интерференции и дифракции не оставляют сомнений в том, что распространяющийся свет обладает свойствами волн. Но каких волн – продольных или поперечных?

Однако постепенно набиралось все больше и больше экспериментальных фактов, которые никак не удавалось истолковать, считая световые волны продольными.

Рассмотрим подробно только один из экспериментов, очень простой и эффектный. Это опыт с кристаллами турмалина (прозрачными кристаллами зеленой окраски).

Продольные волны обладают полной симметрией по отношению к направлению распространения (колебания происходят вдоль этого направления, и оно является осью симметрии волны). Поэтому объяснить опыт с вращением второй пластины, считая световую волну продольной, невозможно.

Полное объяснение опыта можно получить, сделав два предположения.

Первое предположение относится к самому свету. Свет – поперечная волна. Но в падающем от обычного источника пучке волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн (см. рис.).

Продемонстрировать, что естественный свет содержит колебания во всех плоскостях.

Согласно этому предположению световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной. Волны, например, на поверхности воды такой симметрией не обладают, так как колебания частиц воды происходят только в вертикальной плоскости.

Второе предположение, которое необходимо сделать, относится к кристаллу. Кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости (плоскость на рисунке).

Итак, кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоскополяризованный.

Если на ее пути имеется еще точно такой же ящик, но повернутый относительно первого на , то колебания сквозь него не проходят. Волна целиком гасится.

Если в кабинете есть механическая модель поляризации можно, ее продемонстрировать. Если такой модели нет, то можно эту модель проиллюстрировать фрагментами видеофильма «Поляризация».

Прямыми опытами доказано, что световая волна является поперечной. В поляризованной световой волне колебания происходят в строго определенном направлении.

В заключение можно рассмотреть применение поляризации в технике и проиллюстрировать этот материал фрагментами видиофильма «Поляризация».

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ДИСПЕРСИЯ СВЕТА. Испускательная способность тела r ν , T энергетическая светимость dR Э , отнесенная к узкому интервалу частот d ν , в котором происходит излучение,. Спрашивайте, я на связи!

Поляризация жидких кристаллов, Угол Брюстера — Демонстрационные эксперименты по общей физике

ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ДИСПЕРСИЯ СВЕТА.

Однако чаще всего волны испускаются разными атомами, каждый дает свою плоскость поляризации (рис. б). Такой свет называется неполяризованным, или естественным.

Если плоскополяризованный свет, интенсив­ность которого I₀, вторично пропустить через анизотропный кристалл (анализатор), то в за­висимости от ориентации анализатора из этого, поляризованного, света пропустится большая или меньшая часть.

Так как электрический вектор волны, прошед­шей первый кристалл, имеет направление, па­раллельное оси первого кристалла, то амплиту­да света, пропущенного вторым кристаллом, будет пропорциональна cosα (α – угол между осями обоих кристаллов), а интенсивность про­порциональна cos 2 α: I=I₀ ·cos 2 α .

Это выражение называется законом Малюса. Закон Малюса позволяет определить, явля­ется ли данное излучение поляризованным. Если при пропускании света через анализатор интенсивность вышедшего света не изменяет­ся при повороте анализатора вокруг падающе­го луча, то свет – естественный, если изменяется, то –поляризованный.

Согласно закону, установленному Брюстером, отраженный луч полностью поляризован, если tgα_Б=n₂₁=n₂/n₁. ( n₁ и n₂ – показатели преломления сред 1 и 2, соответственно). При этом отраженный луч со­держит только колебания, перпендикулярные к плоскости падения.

В анизотропном кристалле имеется также направление, называемое оптической осью кристалла.. Если свет распространяется вдоль этого направления, то двойного лучепреломления не наблюдается.

Искусственная оптическая анизотропия.Оптически изотропные вещества становятся оптически анизотропными и в них возможно появление двойного лучепреломления при внешнем воздействии. Мерой возникающей оптической анизотропии служит разность показателей преломления ( n_o– n_e ) обыкновенного и необыкновенного лучей.

1) Одностороннее сжатие или растяжение приводит к т.н. эффекту Зеебека-Брюстера или фотоупругости (кристаллы кубической симметрии, стекла).

2) Действие электрического поля приводит к т.н. эффекту Керра (стекла, жидкости, газы). n_o– n_e=k₂·E 2 .

3) Действие магнитного поля приводит к т.н. эффекту Коттона-Мутона (жидкости, стекла, взвеси). n_o– n_e=k₃·H 2 .

В приведенных выражениях k₁ , k₂ , k₃ – постоянные, характеризующие вещество; σ –

приложенное напряжение (Н/м 2 ), E и H – напряженности электрического и магнитного полей.

Под действием электрического поля световой волны Е = E₀ cos(ωt) электроны смещаются (на них действует сила еЕ) и совершают вынужденные колебания по закону x=x₀ cos(ωt) c амплитудой: . Тогда смещенный относительно положительного иона электрон образует электрический диполь

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

Поперечность волн и определение поляризации света в среде Несмотря ни на что, постепенно копились свидетельствующие в пользу поперечности световых волн экспериментально полученные факты. Спрашивайте, я на связи!

Урок-исследование для 11 класса по физике: «Поляризация света»