DSCF6645

246

Wiązka światła spolaryzowanego liniowo za pomocą polaryzatora ulega rozproszeniu w ośrodku. Światło rozproszone obserwowane jest pod kątem 6 w stosunku do kierunku drgań wektora elektrycznego w wiązce padającej, w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wiązki. Detektorem jest fotopowielacz. Polaryzator P₂ spełnia rolę analizatora pozwalającego określić stan polaryzacji wiązki rozproszonej. Stosunek natężenia światła rozproszonego pod danym kątem /, do natężenia światła padającego 7₀ nosi nazwę stosunku Rayleigha: r oznacza tutaj odległość obszaru rozpraszającego od detektora, a V - objętość rozpraszającą.

W prostym układzie pomiarowym wykorzystanym w ćwiczeniu można znaleźć „względny” stosunek Rayleigha

||| _ 7x,ę ^2 Ii.e

dokonując pomiarów dla 2 ośrodków, z których 1 uznany jest za wzorcowy (parametry I₀, r i V nie ulegają zmianie).

4. Pomiary i opracowanie

Pomiary polegają w I części na zbadaniu stopnia polaryzacji światła rozproszonego w przypadku usunięcia filtru polaryzacyjnego, który oznaczono na rys. 95 symbolem P₁. Stopień polaryzacji określimy następująco:

p _ 2 ^m«x~ -^rnln.

/    4. J .    H

*max ¹ ■‘min.

gdzie i I_mm, oznaczają odpowiednio maksymalne i minimalne natężenie zarejestrowane przy obrocie polaryzatora P₂. W przypadku obserwacji, dokładnie pod kątem n/2 do kierunku wiązki pierwotnej, oczekujemy P= 1, tzn. przypadku całkowitej polaryzacji.

W II części doświadczenia należy ustawić polaryzator P₂ w położeniu odpowiadającym    a po zamocowaniu P₂ zbadać kątową zależność

natężenia, wyrażonego wzorem 3. Użycie siatki biegunowej (por. rys. 96) pozwala na poglądowe przedstawienie wyników. W celu sprawdzenia, czy zależność 3 opisuje zadowalająco wyniki pomiarów, wykorzystamy skalę, funkcyjną, w której oczekiwana zależność natężenia od kąta ma charakter liniowy:

I_e = bx    (6)

gdzie b = apoA *, x = sin²0.

Współczynnik b oraz niepewność Ab można znaleźć metodą najmniejszych kwadratów.

Rys. 96. Siatka biegunowa (r, 0). Długość wektora wodzącego jest proporcjonalna do mierzonego natężenia światła

Jeśli pomiary zostaną powtórzone dla innego ośrodka rozpraszającego, wówczas wyznaczenie b₂ i b₂ pozwoli znaleźć, w oparciu o wzór 6, stosunek amplitud indukowanych momentów dipolowych: Pi.o/pio-

Pytania

Jak wpływa na wyniki pomiarów niedoskonałość filtrów polaryzacyjnych? (Idealny filtr polaryzacyjny całkowicie pochłania światło liniowo spolaryzowane prostopadle do osi polaroidu.)

2.    Jaką rolę spełnia w pomiarach filtr P£

3.    Skoro błękitny kolor nieba tłumaczy się silniejszym rozpraszaniem światła krótkofalowego to dlaczego niebo nie jest fioletowe?