Nr ćwiczenia: 14	Wyznaczanie grubości płytki kwarcowej i pomiar stężenia roztworu cukru przez pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji (polarymetr Laurenta).	Ocena z teorii:
Nr zespołu: 6	Nazwisko i imię: Jacek Sitko	Ocena:
Data:6.05.97	IMiR gr.8 IB	Uwagi:

1. Polaryzator - płytka polaryzująca

Płytka taka przepuszcza tylko te fale , dla których kierunki drgań wektora elektrycznego są równoległe do kierunku polaryzacji (E y), oraz pochłania te fale , dla których są one prostopadłe (Ex).
Oś `y' wyznacza kierunek polaryzacji.

y

E y E

x

E x

2. Analizator.

Analizatorem nazywamy płytkę polaryzującą (polaryzator), która jest drugą z kolei na drodze światła.

OKO

źródło światła

niespolaryzowanego polaryzator (P1) analizator (P2)

(linia przerywana wskazuje kierunek polaryzacji)

Jeśli płytkę P2 będziemy obracać wokół kierunku padania światła, to dla dwóch położeń płytki różniących się o 180^° stopni natężenie światła przechodzącego przez obie płytki będzie w przybliżeniu równe zeru. Są to te położenia, przy których kierunki polaryzujące P1 i P2 są względem siebie prostopadłe.

3.Ćwierćfalówka.

Jest to płytka kalcytu (CaCO3) wycięta w taki sposób aby oś optyczna była równoległa do powierzchni płytki , oraz dobrana jej grubość `x' tak, aby różnica faz (wynikająca z różnicy prędkości fal przez kryształ) była równa 90 stopni. Światło wychodzące z takiej płytki jest spolaryzowane kołowo.

kierunek światła

x

oś optyczna

4. Pryzmat Nicole'a.

n

68⁰

wektory prostopadłe

z

Pryzmat ten nazywany jest również nikolem. Zbudowany jest on z dwóch oszlifowanych kryształów szpatu islandzkiego. Te dwa kryształy sklejone są balsamem kanadyjskim o współczynniku załamania no=1.55, który jest większy od współczynnika załamania promienia nadzwyczajnego (nn=1.49), natomiast jest mniejszy niż współczynnik załamania promienia zwyczajnego (nz=1.66). Jeżeli zatem niespolaryzowany promień światła padnie na płaszczyznę ulega rozszczepieniu na dwa promienie (wynika to z różnych wsp. zał. promienia zwyczajnego i nadzwyczajnego). W kolejnym etapie promień zwyczajny (bardziej odchylony) pada na powierzchnię klejoną na której ulega całkowitemu odbiciu. Przez nikola przechodzi jedynie promień nadzwyczajny i jest on równoległy do promienia wejściowego.

5. Prawo Etienne Louis Malusa.

Jeżeli amplituda płasko spolaryzowanego światła padającego na P2 jest równa Em, to amplituda światła wychodzącego z P2 jest równa Emcos, gdzie  jest kątem między kierunkami polaryzującymi P1 i P2. Ponieważ natężenie wiązki światła jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy widzimy, że natężenie I wiązki wychodzącej zmienia się zgodnie z wzorem :

I = Im cosσ

gdzie : Im- maksymalne natężenie przechodzącego światła.

6. Skręcenie właściwe.

Właściwą zdolności skręcenia (wpółczynnik proporcjonalności αo) nazywamy stosunek kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji do iloczynu długości naczynia i stężenia roztworu.

 = o cl gdzie: c- stężenie roztworu

l- długość naczynia

7. Polaryzacja światła.

a). niespolaryzowane b).częściowo spolaryzowane c).liniowo spolaryzowane

kierunek rozchodzenia się światła

d).kołowa - zachodzi przy różnicy faz o 90 stopni. Kiedy jedna z faz osiąga maksimum , to druga osiąga

minimum.

x C

y

8.Sposoby polaryzacji.

a) stosowanie polaryzatorów - polaroidów (wyżej omówione płytki polaryzujące).

b) odbicie, co stwierdzono doświadczalnie, że dla szkła lub innych materiałów dielektrycznych istnieje pewien kąt padania Q dla którego światło odbite jest całkowicie spolaryzowane.

c) podwójne załamanie

n

wiązka

padająca z

gdzie:

n - promień nadzwyczajny

z - promień zwyczajny

`n' i `z' są promieniami wiązek spolaryzowanych

d) przez selektywną absorpcję

Niektóre kryształy mają tę własność, że przepuszczają światło spolaryzowane w pewnej płaszczyźnie,

natomiast absorbują światło spolaryzowane w płaszczyźnie do niej prostopadłej.

Fala światła przepuszczona

e) stosując nikola.

9.Płaszczyzna drgań.

E

E

c

E

Płaszczyzna drgań jest wyznaczona przez wektory E oraz kierunek ruchu fali c.

płytka 1			płytka 2			płytka 3			płytka 4
lp.	α	d	lp.	α	d	lp.	α	d	lp.	α	d

płytka 5			płytka 6			płytka 7
lp.	α	d	lp.	α	d	lp.	α	d

płytka 1			płytka 2			płytka 3			płytka 4
lp.	α	l	lp.	α	l	lp.	α	l	lp.	α	l
αśr			αśr			αśr			αśr

lp.	α
αśr

10. Sacharymetr

11. Skręcenie właściwe.

Kąt skręcenia θ płaszczyzny polaryzacji przez płytki krystaliczne przy przebiegu promieni równoległych do osi optycznej (płytka wycięta prostopadle do osi optycznej) jest proporcjonalny do grubości płytki d :

θ=αd

gdzie α jest skręceniem właściwym danego ciała. Oznacza ono kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji wywołany przejściem promienia przez płytkę o grubości 1mm.

5

5

---