Wydział
Inżynierii i Technologii Chemicznej
Nr zespołu
Punkty z przygotowania i wykonania ćwiczenia
Kierunek
Biotechnologia
Nr ćwiczenia
26
Tytuł ćwiczenia
Polaryzacja liniowa i kołowa światła
Punkty ze sprawozdania i końcowego testu
Grupa
Data wykonania
Punktacja końcowa
1. Wprowadzenie
Światło jest falą elektromagnetyczną poprzeczną. Wektory natężenia pól: elektrycznego E i magnetycznego H drgają w kierunkach prostopadłych do siebie i do kierunku rozchodzenia się fali. Światło spolaryzowane liniowo to takie, w którym wektor świetlny drga w jednej płaszczyźnie. Dla fali monochromatycznej o długości λ spolaryzowanej w płaszczyźnie y, z równanie fali jest dane wzorem:
E0z – amplituda drgań wektora E
T – okres drgań
t – czas
Polaryzację liniową można uzyskać przez odbicie od dielektryka (prawo Brestera) lub wykorzystując zjawisko dwójłomności kryształów anizotropowych.
Polaroid jest to cienka warstwa zorientowanych zgodnie kryształów herapatytu (jodosiarczanu chininy) umieszczona między dwiema przeźroczystymi foliami. Promień światła padający na polaroid dzieli się na dwa promienie zwyczajny i nadzwyczajny, oba spolaryzowane liniowo w płaszczyznach do siebie prostopadłych (zjawisko dwójłomności). Jeden z nich jest niemal całkowicie pochłonięty (zjawisko to nazywa się dichroizmem).
Światłem spolaryzowanym kołowo nazywamy światło, w którym koniec wektora świetlnego obiega ruchem jednostajnym okrąg. Można je uważać za wynik superpozycji dwóch drgań spolaryzowanych liniowo wzdłuż dwóch osi do siebie prostopadłych, o tych samych amplitudach i częstościach, ale różniących się w fazie o ½ Π(2n+1). Światło spolaryzowane kołowo uzyskujemy przez przepuszczenie wiązki światła spolaryzowanego liniowo przez odpowiednio ustawioną ćwierćfalówkę.
Ciałami optycznie czynnymi nazywamy ciała skręcające płaszczyznę polaryzacji światła spolaryzowanego liniowo. Kąt α skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest wprost proporcjonalny do długości l warstwy skręcającej i do stężenia c roztworu (dla roztworów):
Dwójłomnością wymuszoną nazywamy dwójłomność pojawiającą się w ciałach izotropowych mechanicznie i optycznie na skutek wzbudzonego w nich stanu naprężenia lub umieszczenia ich w silnych polach elektrycznych, lub magnetycznych. Płytka materiału izotropowego poddana ściskaniu w jednym kierunku zachowuje się jak kryształ jednoosiowy o osi optycznej zgodnej z kierunkiem sił ściskających.
2. Tabele pomiarowe
Sprawdzenie prawa Malusa
Kąt między kierunkami
Polaryzacji polaryzatora i analizatora
Natężenie prądu elektrycznego
w obwodzie fotodetektora
Lp.
Kąt φ [°]
i [mA]
(i-i⊥) [mA]
1.
90°
2,04
0
2.
80°
4,05
2,01
3.
70°
7,10
5,06
4.
60°
10,15
8,11
5.
50°
13,07
11,03
6.
40°
19,54
17,5
7.
30°
16,98
14,94
8.
20°
16,83
14,79
9.
10°
15,92
13,88
10.
0°
13,93
11,89
0,000
1,418
2,240
2,848
3,321
4,183
3,865
3,846
3,726
3,448
Wyznaczenie właściwej zdolności skręcającej
Kąt odpowiadający całkowitemu zaciemnieniu bez roztworu
Kąt odpowiadający całkowitemu
zaciemnieniu z roztworem
...
tomek964