1.    Wprowadzenie

- Fale świetlne – to fale elektromagnetyczne o określonych długościach, związane z  rozchodzeniem się w przestrzeni okresowo zmiennych pól: elektrycznego o natężeniu E i magnetycznego o natężeniu H.

- Światło niespolaryzowane – to światło, które dają klasyczne źródła światła. Ponieważ składają się one z bardzo dużej liczby atomów wysyłających ciągi fal elektromagnetycznych.

- Płaszczyzna polaryzacji – płaszczyzna zawierająca wypadkowy wektor E i k oraz jest prostopadła do płaszczyzny drgań wektora świetlnego.

- Kryształy jednoosiowe –kryształy, w których istnieje tylko jeden kierunek i promień biegnący wzdłuż tego kierunku ma całkowita swobodę wykonywania drgań.

- Kryształy dwuosiowe – kryształy, w których mamy dwa wyróżnione kierunki.

- Promień zwyczajny z – podlega dwóm prawom załamania światła

- Promień nadzwyczajny z – nie podlega prawom załamania światła

- Polaroidy ( filtry polaryzujące ) – płytki celuloidowe, w których zatapia się dużą ilość jednakowo zorientowanych kryształów herapatytu.

- Analizator – przyrząd do określania stopnia polaryzacji światła

-  Prawo Malusa – światło przechodzące przez układ dwu pryzmatów Nikola, zestawiony tak, że dwie płaszczyzny w których polaryzują światło oba pryzmaty Nikola są do siebie równoległe, podlega zjawisku fizycznemu opisanemu przez prawo Malusa. W przypadku, gdy światłość pomiędzy Nikolami wynosi I0, to jeżeli zaniedbać pochłanianie swiatła w analizatorze, to światłość wychodząca z analizatora będzie wynosiła również I0.

I=Er2

E(a)=E(0)cos2a

Gdzie:

E(a) – natężenie oświetlenia przy 0°<a<90°

E(0) –natężenie oświetlenia przy równoległych kierunkach drgań polaryzatora i analizatora

a  - kąt pomiędzy polaryzatorem a analizatorem

- Dypresja obrotawa D – jest to różnica kątów skręcania płaszczyzny polaryzacji dla światła fioletowego i czerwonego w przypadku gdy przechodzi ono przez ośrodek optycznie czynny o grubości 1 mm.

D=Kf-Kc

2.    Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia jest:

-          Doświadczalne sprawdzenie prawa Malusa

-          Wyznaczenie kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez kryształy optycznie czynne

-          Wyznaczenie depresji obrotowej

3.    Metodyka badań

Przyrządy:

·         Ława optyczna

·         Oświetlacz

·         Dwa polaroidy w oprawkach z podziałką kątową

·         Kryształy kwarcu i miki w oprawach

·         Filtry barwne

              DOŚWIADCZALNE SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA

Wykonanie ćwiczenia:

-          Włączamy luksomierz

-          Zasłaniamy wejście strumienia świetlnego do fotoogniwa i zerujemy wskazania luksomierza

-          Podłączmy oświetlacz do sieci zasilającej

-          Zerujemy analizator i polaryzator

-          Notujemy wskazania luksomierza

-          Skręcamy analizator co 5° i zapisujemy wskazania luksomierza

-          Wyłączmy zasilanie oświetlacza i luksomierza

WYZNACZANIE KĄTA SKRĘCENIA PŁSZCZYZNY POLARYZACJI PRZEZ KRYSZTAŁY OPTYCZNIE CZYNNE

Wykonanie ćwiczenia:

-          Ustawić na ławie optycznej dwa polaroidy i oświetlacz

-          Wyzerować polaroidy

-          Pomiędzy polaroidy wstawić kryształ optycznie czynny

-          Obracając analizator ustawić go w pozycji maksymalnego rozjaśnienia

-          Zanotować kąt j skręcenia płaszczyzny polaryzacji

-          Doświadczenie powtórzyć kilkakrotnie dla dwóch kryształów

-          Wyznaczyć zdolność właściwą skręcania płaszczyzny polaryzacji dla żółtej linii sodu z zależności:

j - kąt skręcenia płaszczyzny polaroidów

h – grubość kryształu

WYZNACZANIE DYPRESJI OBROTOWEJ

Wykonanie ćwiczenia:

-          Źródło światła przesłonić filtrem

-          Pomiędzy polaroidy wstawić kryształ

-          Obracając analizator ustawić go w pozycji maksymalnego rozjaśnienia

-          Zanotować kąt j

-          Doświadczenie powtórzyć dla dwóch kryształów

-          Zmienić barwne filtry i powtórzyć całe doświadczenie dla obu kryształów

4.    Tabelka z pomiarami

TABELA POMIARÓW DLA DOŚWIADCZALNEGO SPRAWDZANIA PRAWA MALUSA