Поляризація за допомогою фільтрів

Схема досліду

Поляризатори фільтрують електромагнітні хвилі, які мають певну поляризацію. За допомогою поляризаторів можна створювати лінійно поляризоване світло або відфільтровувати джерела світла, які заважають і виникають, наприклад, під час фотографування через небажані відблиски.

Принцип

Дія поляризаційного фільтра ґрунтується на поглинанні однієї складової світла, тоді як інша складова пропускається майже повністю. Поглинання залежить від напряму поляризації відносно оптичної осі, тобто, повертаючи фільтр, можна визначити поляризацію.

Навчальна мета

Учні мають поспостерігати оптичний ефект поляризаційного фільтра і вивести з нього, що світло (у класичній фізиці) - це поперечні хвилі.

Завдання

Учні мають пропустити пучок світла крізь два поляризаційні фільтри й дослідити, що відбувається, коли їх повертають один відносно одного.

• Після того як на уроці фізики під час розгляду інтерференції було показано, що існують явища, які в межах класичної фізики можна пояснити лише за припущення хвильової природи світла, постає питання, чи йдеться при цьому про поздовжні, чи про поперечні хвилі.

• Результат цього досліду, який потребує мало часу і легко виконується, підтверджує, що світлові хвилі мають бути поперечними.

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Поляризаційний фільтр у фотографії

Поляризаційні фільтри (поляризатори) фільтрують електромагнітні хвилі (наприклад, світло), які мають певну поляризацію. За допомогою поляризаторів можна створювати лінійно поляризоване світло або відфільтровувати джерела світла, які заважають і виникають, наприклад, під час фотографування через небажані відблиски. Крім того, поляризаційні фільтри застосовують у рідкокристалічних дисплеях, які часто вбудовують у монітори комп'ютерів і мобільні телефони.

Як працює поляризаційний фільтр?

Пропусти пучок світла крізь два поляризаційні фільтри і дослідь, що відбувається, коли їх повертають один відносно одного.

• Постав основу зі стрижнем під освітлювач.

• Поклади оптичну лаву на дослідний стіл.

• Постав освітлювач з основою на кінець оптичної лави.

• Всунь світлонепроникну діафрагму перед лінзу освітлювача.

Оптична лава з освітлювачем, лінзою, діафрагмою та екраном

• Постав екран на правому кінці, а лінзу - приблизно за 4 см від освітлювача на оптичну лаву.

• Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В~).

• Всунь один поляризаційний фільтр (поляризатор) у тримач діафрагм і надінь його на оправу лінзи.

• Постав оправу зі шкалою на оптичну лаву приблизно за 5 см від лінзи і надінь на неї другий тримач діафрагм.

• Всунь другий поляризаційний фільтр (аналізатор) у цей тримач діафрагм і простеж, щоб світлова пляма й далі була видима на екрані. Якщо цього не сталося, поверни поляризатор на 90°.

• Тепер повільно повертай встановлений останнім тримач діафрагм, доки кут повороту, який зчитується на шкалі, не досягне 90°. Стеж при цьому за яскравістю світлової плями.

• Повертай тримач діафрагм далі за 90°, доки він не досягне вихідного положення. Запиши свої спостереження в таблицю 1 у протоколі.

• Насамкінець поверни також один раз фільтр біля лінзи, а другого не рухай. Що ти помічаєш? Запиши свої спостереження.

• Вимкни блок живлення.