Упражнение I.Поляризация света с помощью поляроидной пластинки и кристалла исландского шпата.

Поставить на место поляризационного приспособления поляроидную пластинку. С помощью анализатора убедиться, что прошедший свет поляризован линейно. При поляризации света двулучепреломлением на место поляризатора ставится кристалл исландского шпата, на который через точечную диафрагму нормально падает пучок света. Поставив на пути прошедшего через кристалл света экран, убедиться, что из кристалла выходят два пространственно разделённых пучка света. Определить положение обыкновенного и необыкновенного лучей на экране. Убедиться, что оба луча поляризованы, притом линейно и во взаимно-перпендикулярных направлениях.

Упражнение 2.Поляризация света при преломлении.

Используем в качестве поляроида стопу стеклянных пластин. Стопа даёт частично поляризованный свет, степень поляризации которого необходимо определить. Для выполнения этого задания собирается установка, схема которой изображена на рис. 3. На рис.3: 1-источник света, 2-конденсор, 3-щель, 4-кристалл исландского шпата, 5-поляроид, 6-объектив, 7-экран. Поляроид укрепляется в оправе, имеющей угломерную шкалу. Осветим щель 3 естественным светом. Тогда благодаря кристаллу исландского шпата на экране получим два изображения щели. Направления колебаний электрических векторов в лучах, дающих оба изображения , будут иметь одинаковую освещенность. При наличии поляроида они будут одинаково освещены при таком его положении, когда его главное направление делит угол между направлениями колебаний вектора Ев І и П изображениях (угол 90°) пополам. Осветим щель частично поляризованным светом, даваемым стопой, направления колебаний которого совпадают с основными направлениями кристалла исландского шпата. Тогда одно изображение щели образуется только S-светом, а другое P-светом. (S- и P-свет - компоненты света с колебаниями Е,перпендикулярными и параллельными плоскости падения соответственно). Теперь изображение щели будут иметь неодинаковые освещенности. Освещенности можно уравнять, повернув поляроид из первоначального положения на некоторый угол a, меньший 45°. Осредненный такоим образом угол a, связан с величиной b ( I_min , I_max -интенсивности компонент частично поляризованного света) соотношением

b= (45°- a) (1)

По определению, степень поляризации света

(2)

Таким образом, зная b, по формуле (2) можно определить Р.

Формулу (1) можно вывести из рис. 4, на котором ОХ и ОУ - главные направления кристалла исландского шпата; ОР и ОS - основные направления частично поляризованного света; I и П - положения главного направления поляроида без стопы и со стопой.

Как видно из рис.4, для равенства освещенностей обоих изображений щели положение П главного направления поляроида должно быть перпендикулярно к SP, так как в этом случае проекции ОР и ОS на направление П одинаковы.

Поскольку

получим

Совместить основные направления частично поляризованного света с главными направлениями кристалла можно следующим образом. После выравнивания поляроидом освещённостей изображений при освещении щели естественным светом к установке (рис.3) добавляется стопа. Вращением стопы добиваются вновь равенства освещённостей обоих изображений щели. Это будет тогда, когда основные направления частично поляризованного света будут расположены под углом 45° к главным направлениям кристалла. Повернув стопу на 45° в любую сторону, одну пару направлений совместим с другой.

Упражнение выполняется в следующем порядке:

1.Собирают установку по схеме рис. 3, располагая на оптической скамье щель, кристалл исландского шпата, объектив и экран. Берут узкую щель и получают на экране два её чётких изображения.

2.Вращением кристалла добиваются максимального расстояния между изображениями щели. Затем раскрывают щель, пока оба изображения не соприкоснутся.

3.Между кристаллом и объективом ставят поляроид и его вращением добиваются равенства освещённостей обоих изображений. По лимбу поляроида снимают показание α₁.

4.Устанавливают между щелью и поляроидом стопу и её вращением снова добиваются равенства освещённостей обоих изображений. Снимают отсчёт по лимбу стопы.

5.Поворачивают стопу на 45° по часовой стрелке. Нарушившееся равенство освещённостей восстанавливают вращением поляроида в сто­рону, противоположную направлению вращения стопы. По лимбу поляроида снимают отсчёт α₂

6.Вычисляют , ß=tg²(45°-α),

7.Проделывают то же при повороте стопы на 45° против часовой стрелки.

8.Вычисляют среднее значение Р.