Ф. Крауфорд - Волны (1120526), страница 104
Текст из файла (страница 104)
8.1о. Опыт. Исследование поляризации с напои(ью прозрачной целлофанввой ленты. Наложите олин на другой !б слоев прозрачной целлофановой ленты (скотча). В качестве подложки можно использовать предметное стекло. Пузырьки воздуха мешают смотреть через слои, и, если вам не удастся изгнать их разглажнванием, можно воспользоваться какилонибудь прозрачныч лизолом, Положите на стол стекло, капните на него маслом. Отрежьте кусок скотча, длиннее стекла на несколько сантиметров. Положите скотч на стекло, добившись хорошего контакта, а выступающие края ленты скотча временно прикрепите к столу.
Снова капните маслом в центр скотча. Положите второй слой пленки и т, д., чередуя слои масло †плен. Поверх последнего слоя скотча положите второе стекло. Все зто сооружение можно по краям закрепить лентой скотча. Итак, вы получили стопку, состоящую из 16 слоев скотча между двумя предметными стеклами. Она должна быть достаточно чистой и прозрачной, чтобы через нее можно было смотреть.
Теперь перейдем к само»»у опыту. К одной поверхности стопки прикрепите поляроид (так, чтобы его ось составляла 45' с осью ленты скотча) и днфракцнонную решетку. Смотрите через это устройство на широкий источник белого света, поместив на выходе устройства (между ннм и глазом) второй поляроид, ось которого параллельна оси первого. а) Обратите внимание на несколько черных полос! Они соответствуют линейно-поляризованному свету, который поглощается вторым поляроидом. Соседние черные полосы разделены по фазе на 2я (имеется в виду фаза линейно-поляризованных компонент по быстрой и медленной осн ленты).
«Яркие» области спентра л<ежду двумя соседними черными полосами имеют относительные фазы, изменяющиеся от 0 до 2я, В этих областях поляризация проходит через все состояния, схематически показанные на рис. 8.3, и. 8.2. б) Поверните второй, анализирующий, поляроид на 90*. Черные области станут яркими, и наоборот! Почел»уг в) Замените анализирующий поляроид нруговым поляризатором, используя его как анализатор, т.
е. обратив его выход к источнику света. (Положите круговой поляризатор на блестящую монету. Если монета будет казаться темно-синей, то входная сторона смотрит на вас.) г) расположите поляроид и круговой поляризатор рядом, так чтобы поле зрения было разделено между ними. Они должны быть параллельны первому поляризатору, ось которого составляет угол в 45' с осью ленты скотча.
Смещайте все устройство таким образом, чтобы смотреть сначала через круговой, затем че. рез линейный поляризатор. Вы замечаете, что полосы смещаются на четверть ААААА т т т м~ трамн). Ширина полосы определяется пластинкой 16СП. Если вы захотите уменьшить полосу пропускання в два раза, вам придется взять 32СП. Пластинки, сделанные с позющыо прозрачного минерального масла, все же позволяют смотреть через них без больших затруднений. филь« ы ассмотренного типа бы- Р Р » лн предложены Лайо в !932 г.
Астрономы, работающие с такими фильтрами, используют кварцевые задерживающие мн пластинки вместо слоев скотча. В типичных случаях они имеют полосу ши- Л- риной 1 А, центрированную, например, з в к й се ии водо о- Рвс. к задаче а.!7. Фильтр. иа линии бальмероэско р ршвго света дпя последовательно«та филь=Ябб А). Такие Крив»в дает фильтры при»«еняют для фотографнра тров и !«а'); збсп! п !«б !. если вместо ванна Солнца. Полная интенсивность фильтра !бсп вост»вать фвльтры аап че ез фильт, «сп, вы поду«вы «рввыз зсп в «сп «оо»- света, прошедшего иерю фыр, пропорционалы!а произветнию ннтен- врввзв пропуск«в»в является провзведввв.
сивностей для филыров 16СП, 8СП вы трех «рввых, что показано вз рисунке. и 4СП (последовательность не играет роли). Зто показано на рисунке. В о п о с. Объясните, почему полная интенсивность проходящего света равна произведению интенсивностей кривых пропускания инд ду ф опрос, ъя н иви альных филь- тров. ачему . П чем (например) пельзн сложить три амплитуды от трех фильтров (когда присутствует один из них), затем возвести сумму в квадрат у р д рат и с е нить по в е- мени? 8.18.
Опыт. Круговой поляризатор. а) Наложите круговой поляризатор нэ алюминиевую фольгу, или на обыкно- венное зеркало, илн иа полированное лезвие ножа. Поверните поляризатор, чтобы ь фольги казалась «черной» или темно-синей. Переверните поляриза- тор и посмотрите снова. (Произведите те же операции с поляроидом.) ер ри ом. Пе еве- 897 расстояния между ними (т. е. происходит сдвиг по фазе иа п/2). Теперь поверните линейный поляризатор и повторите опыт, Направление смещения полос при переходе от кругового поляризатора к поляроиду изменится. Зто показывает, что йоляризация меняется (например) от линейной «вверх направо» к правой круговой, затем к линейной «вверх влево», к левой круговой, к линейной «вверх вправо» при изменении сдвига фаз ат 0 до 2п.
Нарисуйте график зависимости поляриза-' ции от цвета (длины ватны), обозначив линейную поляризацию стРелкой, а круговую — круговой стрелкой. 8.17. Опыт. Прозри!ния ягллофоноаач лента — аоллроианый фильтр. ( от опыт требует четырех поляраидных пленок.) Кро»«е задерживающей пластинки из 16 слоев скотча, описанной в опыте 8.16, сделайте аналогичные стопки из 8 и 4 слоев. Для краткости обозначим зтн стопки 16СП (16-слойная пластинка), ЯСП и 4СП, а поляроид обозначим буквой П, и пусть П (45') означает, что ось поляроида составляет 45' с осью пластинки.
Дифракнионную решетку будем обозначать ДР. Проделаем следующие опыты. а] Выстроим ряд ДР; П (45'); 16СП; П (45'). Посмотрите через этот ряд прибо ов на линейный источник белого света (это опыт 8.16). Теперь повторите опыт, оров на лин заменив стопку 16СП на стопку 8СП.
б) Добавьте 8СП н еще один П к выходу ряда а), чтобы па«учить ряд ДР; П(45'); 1бСП; П (45"); 8СП; П (45'). Посмотрите на источник. в) спер ) Т ь поставьге 4СП; П (45') на выход б) и снова посмотрите на источник. Заметьте, что с помощью систеыы последовательных фильтров аы устр аннан асе боковые полосы и создали фильтр, пропускающий определенную полосу (чтобы сделать иартииу более ясной, вы уу!)7 можете воспользоваться.
цветными филь- инте его в «чсрное» положение. Сдвиньте поляризатор в сторону так, чтобы свет падал на металл, минуя круговой поляризатор. Смотрите на <тень» (или «изображение») поляризатора, возникающую при медленном его сдвиге и возвращении. Объясните то, что вы видите. б) Сделайте на поверхности фольги У-образную царапину. Пусть ббльшая часть света приходит с определенного направления (лампа, окно).
Положите круговой поляризатор на фольгу так, чтобы ов частично лежал на царапине и частично на чистой поверхности фольги. Заметьте, что теперь царапина кажется яркой, тогда как остальная часть фольги по-прежнему выглядит темной. Объясните зто! (У к а з а и и е. Когда вы смотрите на правую руку в зеркало, она выглядит как левая. Как она будет выглядеть в «двойном» зеркале, образованном двумя зеркалами, поставленными под прямым углом друг к другу?) в) Теперь возьмите фольгу н скомкайте ее, чтобы создать <грубую» поверхность. Положите на нее круговой поляризатор и смотрите с близкого расстояния.
Объясните то, что вы видите. Обьясннте следующие утверждения: !. <Свет деполяризован в большом масштабе н полностью поляризован в малом». 2. <Это в какой-то степени аналогично деполяризации света в большом масштабе вре»1ени и полной его поляризации в достаточно малой шкале времени>. г) Положите круговой полярвзагор на кусок обычной белой бул<аги. Можете ли вы в этом случае отличить круговой поляризатор от полароида? Объясните.
д) Снова положите круговой поляризатор на поверхность металла. Между поверхностью и поляриза~орол< поместите пластинку Ч< Х. Сперва предскажите, что вы ожидаете увидеть, а затем посмотрите. Повторите опыт с пластинкой '/< Х. (3 а м е ч а н и е. Каждому цвету отвечает, как известно, своя задержка. Вы можете увеличить эффект с помощью зеленого фильтра. В этом нет необходимости, если вы помните, что выражение «черньпЬ является в данном случае приближенным.) 8.!9. Момент импульса света. Правополяризованиый свет паданг на паглоща<ощую пластинку, которая подвешена на вертикальной нити. Свет падает снизу вверх на нижвюю поверхность пластинки.
а) Г!усть длина волны света равно 5500 А, средняя мощность пучка 1 вт и пластинка пояностью поглощает падающий свет. Какой момент силы действует на пластину (дайте ответ в дон см)? Всцомиите, что момент силы равен скорости изменения момента импульса и что пластина поглощает момент импульса падающего на нее излучения. б) Предположвм, что вместо погло1цающей пластинки на нити подвешено обычное посеребренное зеркало, так что свет отражается обратно под углом 180'. Чему равен закручнвающий момент в этом случае? в) Предположим, что на нити подвешена прозрачная пластинка Ч«й. Сает проходит через нее (ннчего не задевая).
Чему равен крутящий люиеит? (Пренебрежем отражениями от поверхности.) г) Верхняя поверхность пластинки из в) посеребрсна, так что свет проходит через пластинку, отражается от зеркальной поверхности и возвращается обратно через пластинку. Чему равен крутящий момент? д) г!а нити подвешена прозрачная пластинка '/, ?. Над ней закреплена (т. е. не связана с пластинкой) пластинка Ч< М верхняя поверхность которой посеребрена. От этой поверхности свет отражается обратно. Чему равен крутящий момент, действующий на первую пластинку Ч, й? е) Как получить наибольший крутящий момент? ж) Пусть период свободных крутильных колебаний подвешенной на нити пластинки равен 10 мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
