WiZ9

JEŻELI USŁYSZYSZ, TO ZAPOMNISZ >> j

ZESTAW PRZYRZĄDÓW I MATERIAŁÓW:

» cukier»taśma klejąca » sznurek (3 m) » klocki drewniane (2 szt)» kije (2 szt) » naczynie z wodą » płytka szklana » płytka z błyszczącego, nieprzezroczystego plastiku » przedmioty z przezroczystego plastiku »rurka plastikowa (dł. 30 cm, 0 3 cm) » żarówka w oprawce »fotograficzne filtry polaryzacyjne

laboratorium

>>f i zy ka

Szczotka

Haidingera

^ UAMMA MPr7VMCkA

E HANNA MĘCZYNSKA

NIEWLICZONE W CENĘ:

»latarka »telefon komórkowy » wideo-projektor» monitor LCD

DOŚWIADCZENIE 1

Bierzemy gruby sznurek lub kabel długości około 3 m. Jeden jego koniec przymocowujemy do ściany lub klamki, drugi trzymamy w dłoni. Wprawiamy sznurek w ruch przez potrząśnięcie. Wzdłuż sznurka zacznie się przesuwać zaburzenie, które odbije się od miejsca jego umocowania. Zauważmy, że ruch poszczególnych fragmentów sznurka odbywa się prostopadle do kierunku rozchodzenia się zaburzenia - jest to ruch poprzeczny. Jeżeli zaczniemy rytmicznie potrząsać sznurkiem, zaburzenie utworzy falę poprzeczną stojącą. Drgający sznurek jest dobrym modelem ruchu falowego światła, podczas którego drgania wykonuje pole elektromagnetyczne.

Źródta światła, zarówno te występujące w przyrodzie, jak i te wytworzone przez człowieka, w większości przypadków emitują światło niespolaryzowane. Aby pojawiła się polaryzacja, promieniowanie musi oddziaływać z ośrodkiem materialnym. Światło ulega polaryzacji przy rozproszeniu, odbiciu i załamaniu na granicy dwóch ośrodków jednorodnych lub podczas przejścia przez kryształy (obserwujemy wówczas na przykład dwójłomność w będącym odmianą kalcytu szpacie islandzkim lub dichroizm w krysztale turmalinu). W doświadczeniach, które dziś przeprowadzimy, poznamy nieco bliżej własności światła spolaryzowanego.

WIEDZA W PIGUŁCE

Większość informacji o otaczającym nas świecie otrzymujemy dzięki światłu. Nic dziwnego, że pytanie o jego naturę było zadawane od wieków. Newton twierdził, że światło składa się z pojedynczych cząstek, Huygens miał przeciwstawny pogląd: opisywał je za pomocą fal po- » i i dobnych do powsta-

jących na wodzie. -    -

Zgodnie z teorią Maxwella, światło jest falą elektroma-gnetyczną, w której * § t < i pola elektryczne i ma- ⁹ " ’ gnetyczne zmieniają się periodycznie w czasie i przestrzeni. Fale świetlne są falami poprzecznymi, czyli rozchodzą się w kierunkach prostopadłych do wektorów drgających pól. Światło możemy spolaryzować, czyli uporządkować drgania tak, aby zachodziły w jednej płaszczyźnie. Każdą wiązkę światła spolaryzowanego można rozłożyć na dwie wiązki spolaryzowane w płaszczyznach względem siebie prostopadłych.

Botanicy odkryli, że kierunek wzrostu pewnych roślin można regulować, zmieniając polaryzację oświetla-~    ^ jącego je promie-

* § Ili    niowania. Z badań

zoologów nato-miast wiemy, że na przykład pszczoły i mrówki wykorzystują polaryzację światła w celu orientacji w przestrzeni, a zwierzęta żyjące pod wodą stosują ją do komunikacji.

DOŚWIADCZENIE 2

W poprzednim doświadczeniu wytworzyliśmy falę poprzeczną spolaryzowaną liniowo. Jeżeli będziemy kręcić sznurkiem lub kablem zgodnie lub przeciwnie do kierunku ruchu wskazówek zegara, otrzymamy falę spolaryzowaną kołowo (górny rysunek na sąsiedniej stronie). Ponieważ jeden koniec sznurka jest umocowany, powstanie fala stojąca z węzłami (miejscami nieruchomymi) i strzałkami (miejscami, gdzie drgania są maksymalne). Spróbujemy teraz skonstruować „polaryza-tor”. Bierzemy dwa kijki (od mopa, narciarskie itp.), między ich końcami umieszczamy klocki dystansowe i oklejamy taśmą. Odległość między kijkami musi być tak dobrana, aby sznurek przechodził swobodnie przez szczelinę. Wstawiamy „polaryzator” gdzieś w okolice strzałki. Jeśli teraz zaczniemy wytwarzać falę spolaryzowaną kołowo, za „polaryzatorem" powstanie fala spolaryzowana liniowo. Gdy „polaryzator” ustawimy pionowo, płaszczyzna polaryzacji fali będzie pionowa, gdy poziomo - drgania będą zachodzić w płaszczyźnie poziomej. Czy otrzymamy ten sam efekt, umieszczając „polaryzator” w węźle fali spolaryzowanej kołowo?

"WIEDZA I ŻYCIE PAŹDZIERNIK 2008