Что относится к недостатку поляроидов

Поглощение света в дихроичных пластинках (поляроиды)

У некоторых двоякопреломляющих кристаллов (например, турмалина) ко­эффициенты поглощения света для обыкновенного и необыкновенного лучей отличаются настолько сильно, что уже при небольшой толщине кристалла один из лучей (обыкновенный) гасится практически полностью, и из кристалла вы­ходит линейно поляризованный пучок света определенного спектрального со­става (для турмалина это желто-зеленая часть спектра). Это явление носит на­звание дихроизма. В настоящее время дихроичные пластинки изготовляются в виде тонких пленок – поляроидов.

В последнее время появились поляроиды, которые получаются путем иоди­рования пластмасс и создания из них растянутых пленок. Сильный дихроизм таких пленок обусловлен одинаковой ориентацией молекул I₂ находящихся среди ориентированных в одном направлении молекул пластмассы. Пластмас­совые поляроиды дают очень высокую степень поляризации по всему видимо­му спектру, включая и его красную область.

Преимущество поляроидов по сравнению с поляризационными призмами заключается в возможности получать поляризующие системы с большой апер­турой. Малая толщина поляроида позволяет устанавливать его практически в любом месте оптической системы. Степень поляризации достигает 98%.

Недостатки поляроидов связаны с некоторым изменением спектрального со­става света, проходящего через такой поляризатор. Поляризационные призмы из кальцита или кварца практически не изменяют спектральный состав прохо­дящего через них света.

Изучение поляризационных приспособлений удобно проводить на приборе Норренберга

Задание I. Изучение поляризационных приспособлений.

1) Поместите на платформу поляроид и, вращая его вокруг вертикальной оси, проведите наблюдение над прошедшим лучом. Изменяется ли ин­тенсивность света при повороте? Объясните наблюдаемое явление.

2) На верхнюю платформу поместите призму Николя (в качестве анализато­ра), а на предметный столик- поляроид (в качестве поляризатора).

Поворачивая призму Николя, убедитесь, что свет, прошедший через поляроид, поляризован. Поменяв местами призму и поляроид, повторите опыт.

На предметный столик поместите горизонтальную стопу Столетова (поляризатор). На верхнюю платформу – поляроид (анализатор). Исследуя при помощи поляроида свет, прошедший через стопу Столетова, решите, поляризован ли он. Повторите подобные наблюдения несколько раз, меняя угол наклона стопы. Объясните наблюдаемое. Можно ли добиться полной поляризации света, пользуясь стопой Столетова?

Сколько раз при полном – повороте поляроида получается гашение света и достигается максимум яркости?

3) Пронаблюдайте двойное лучепреломление в исландском шпате. Для этого установите кристалл на верхнюю платформу. В поле зрения видны два изображения диафрагмы: одно создается обыкновенным лучом, другое – необыкновенным. При вращении кристалла одно изображение диафрагмы остается неподвижным, другое – описывает окружность вокруг первого.

Поместите на предметный столик призму Николя (в качестве поляризатора), на верхнюю платформу – кристалл исландского шпата. Что наблюдается при вращении кристалла? Объясните наблюдаемое явление. Отметьте по шкале угол поворота, соответствующий переходу от гашения луча обыкновенного к гашению луча необыкновенного.

На платформе в гнезде может вращаться анализатор поляризованного света. Положение анализатора относительно прибора может быть отсчитано с помощью указателя.

Лист бумаги необходимо хорошо осветить, поставив рядом осветитель. Если на предметном столике нет поляризатора, то прибор Норренберга пропустит в вертикальном направлении пучок неполяризованных лучей.

Источник

Тест по физике (11 класс) с ответами

Какие волны называются когерентными?

волны, имеющие одинаковую частоту

волны, имеющие одинаковую амплитуду

волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз

Поляризация света доказывает, что свет –
поток нейтральных частиц
поперечная волна
продольная волн

Что называется дифракцией света?
разложение белого света в спектр при помощи стеклянной призмы
усиление или ослабление света при наложении двух когерентных волн
огибание светом препятствий

Цвета спектра (красный – к, оранжевый – о, синий – с, желтый – ж, голубой – г, зеленый – з, фиолетовый – ф) в порядке убыли длины волны правильно указаны в ответе:
1.ф, с, г, з, ж, о, к
к, о, ж, з, г, с, ф
ф, г, з, с, ж, о, к

Радужная окраска тонких пленок нефтепродуктов в лужах вызвана явлением
дифракции
дисперсии
интерференции

Просветление линз объясняется за счет явления

При просмотре фильмов в формате 3D зрители надевают специальные очки, которые позволяют «сделать» изображение объемным. На каком явлении основано действие очков?

Каким образом можно на опыте получить когерентные волны?

от двух источников одинаковой частоты
от двух произвольных источников
разделив световой луч на две части
Укажите длину волны видимого света

При соприкосновении двух стеклянных пластин в отраженном свете можно наблюдать образование разноцветных полос. Это явление связано с

интерференцией света
дифракцией света
дисперсией света

Какой ученый открыл явление дисперсии?

Чему равен абсолютный показатель преломления?

Что является обязательным условием интерференции?

когерентность световых волн

Способна ли призма изменять свет?

Для чего используют дифракционную решетку?

для определения скорости световой волны

для определения частоты колебаний

для определения длины световых волн
Какой ученый открыл явление интерференции света?

Как называется устройство, представляющее собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками?

При каких условиях будет наблюдаться интерференция двух пучков света?

амплитуды колебаний одинаковы
начальные фазы колебаний одинаковы
частоты колебаний одинаковы

Условие интерференционных минимумов когерентных волн:

Условие интерференционных максимумов когерентных волн:

Крылышки стрекозы на солнце переливаются всеми цветами радуги. Каким свойством света можно объяснить это явление?

Какое название получила интерференционная картина, имеющая вид концентрических колец?

кольца Гюйгенса
Что называется дисперсией света?

усиление или ослабление света при наложении двух когерентных волн

огибание светом препятствий

разложение белого света по цветам спектра

Какова длина световой волны?

от 4·10-7 до 8·10-7 км

Где применяют явление интерференции?

проверка качества поверхности

В работах какого ученого было завершено исследование дифракции?

Обычно период дифракционной решетки равен:

Какие световые волны называются поляризованными?

с колебаниями, происходящими в одной определенной плоскости

с колебаниями, происходящими по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространению волн

Что относится к недостатку поляроидов?

красный оттенок, который они придают белому свету

фиолетовый оттенок, который они придают белому свету

у них нет недостатков

дифракция света в мельчайших капельках воды

интерференция света в мельчайших капельках воды

дисперсия света в мельчайших капельках воды

Для чего используют кристалл турмалина?

для преобразования плоскополяризованного света в естественный

для преобразования естественного света в плоскополяризованный

для разложения белого света на спектр
Где применяют явление дисперсии?

Название какого термина произошло от латинского слова cohaereus – взаимосвязанный?

Когерентны ли волны от различных источников света?

Какой из названных лучей наиболее сильно преломляется?

Кому из ученых первому удалось измерить длину световой волны?

Изменяется ли длина волны при переходе ивета из одной среды в другую?

Как называется устройство, представляющее собой тонкую пленку кристаллов герапатита, нанесенную на стеклянную пластинку?

По какой формуле можно вычислить период d дифракционной решетки (a – ширина прозрачных щелей, b – непрозрачных)?

Волны от различных источников света могут быть когерентными, если эти источники –

Источник

§ 73. Поперечность световых волн. Поляризация света (окончание)

Это предположение полностью объясняет результаты второго опыта. Из первого кристалла выходит плоскопо- ляризованная волна. При скрещенных кристаллах (угол между их осями 90°) она не проходит сквозь второй кристалл. Если оси кристаллов составляют между собой некоторый угол, отличный от 90°, то проходят колебания, амплитуда которых равна проекции амплитуды волны, прошедшей через первый кристалл, на направление оси второго кристалла.

Итак, кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоскополяризованный.

Механическая модель опытов с турмалином

Нетрудно построить простую наглядную механическую модель рассматриваемого явления. Можно получить поперечную волну в резиновом шнуре так, чтобы колебания быстро меняли свое направление в пространстве. Это аналог естественной световой волны. Пропустим теперь шнур сквозь узкий деревянный ящик (рис. 8.64). Из колебаний всевозможных направлений ящик «выделяет» колебания в одной определенной плоскости. Поэтому из ящика выходит поляризованная волна. Если на ее пути имеется еще точно такой же ящик, но повернутый относительно первого на 90°, то колебания сквозь него не проходят. Волна целиком гасится.

Поляроиды

Не только кристаллы турмалина способны поляризовать свет. Таким же свойством, например, обладают так называемые поляроиды. Поляроид представляет собой тонкую (0,1 мм) пленку кристаллов герапатита, нанесенную на целлулоид или стеклянную пластинку. С поляроидом можно провести те же опыты, что и с кристаллом турмалина. Преимущество поляроидов в том, что можно получать большие поверхности, поляризующие свет. К недостаткам поляроидов относится фиолетовый оттенок, который они придают белому свету.

Прямыми опытами доказано, что световая волна является поперечной. В поляризованной световой волне колебания происходят в строго определенном — поперечном направлении.

Вопрос к параграфу

Чем отличается естественный свет от поляризованного?

Источник

Что относится к недостатку поляроидов

Длительное время основатели волновой оптики Юнг и Френель считали световые волны продольными, т. е. подобными звуковым волнам. В то время световые волны рассматривались как упругие волны в эфире, заполняющем пространство и проникающем внутрь всех тел. Такие волны, казалось, не могли быть поперечными, так как поперечные волны могут существовать только в твердом теле. Но как могут тела двигаться в твердом эфире, не встречая сопротивления? Ведь эфир не должен препятствовать движению тел. В противном случае не выполнялся бы закон инерции.

Однако постепенно набиралось все больше и больше экспериментальных фактов, которые никак не удавалось истолковать, считая световые волны продольными.

Опыты с турмалином. Рассмотрим подробно только один из экспериментов, очень простой и исключительно эффектный. Это опыт с кристаллами турмалина (прозрачными кристаллами зеленой окраски).

Кристалл турмалина имеет ось симметрии и принадлежит к числу так называемых одноосных кристаллов. Возьмем прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из ее граней была параллельна оси кристалла. Если направить нормально на такую пластину пучок света от электрической лампы или солнца, то вращение пластины вокруг пучка никакого изменения интенсивности света, прошедшего через нее, не вызовет (рис. 135). Можно подумать, что свет только частично поглотился в турмалине и приобрел зеленоватую окраску. Больше ничего не произошло. Но это не так. Световая волна приобрела новые свойства.

Эти новые свойства обнаруживаются, если пучок заставить пройти через второй точно такой же кристалл турмалина (рис. 136, а), параллельный первому. При одинаково направленных осях кристаллов опять ничего интересного не происходит: просто световой пучок еще более ослабляется за счет поглощения во втором кристалле. Но если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным (рис. 136, б), то обнаружится удивительное явление— гашение света. По мере увеличения угла между осями интенсивность света уменьшается. И когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем (рис. 136, в). Он целиком поглощается вторым кристаллом. Как это можно объяснить?

Поперечность световых волн. Из описанных выше опытов следует два факта: во-первых, что световая волна, идущая от источника света, полностью симметрична относительно направления распространения (при вращении кристалла вокруг луча в первом опыте интенсивность не менялась) и, во-вторых, что волна, вышедшая из первого кристалла, не обладает осевой симметрией (в зависимости от поворота второго кристалла относительно луча получается та или иная интенсивность прошедшего света).

Продольные волны обладают полной симметрией по отношению к направлению распространения (колебания происходят вдоль этого направления, и оно является осью симметрии волны). Поэтому объяснить опыт с вращением второй пластины, считая световую волну продольной, невозможно.

Полное объяснение опыта можно получить, сделав два предположения.

Первое предположение относится к самому свету. Свет — поперечная волна. Но в падающем от обычного источника пучке волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн (рис. 137).

Согласно этому предположению световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной. Волны, например, на поверхности воды такой симметрией не обладают, так как колебания частиц воды происходят только в вертикальной плоскости.

Световая волна с колебаниями по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения, называется естественной. Такое название оправдано, так как в обычных условиях источники света создают именно такую волну. Данное предположение объясняет результат первого опыта. Вращение кристалла турмалина не меняет интенсивность прошедшего света, так как падающая волна обладает осевой симметрией (несмотря на то, что она поперечная).

Второе предположение, которое необходимо сделать, относится к кристаллу. Кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости (плоскость Р на рис. 138).

Такой свет называется поляризованным или, точнее, плоскополяризованным в отличие от естественного света, который может быть назван также неполяризованным. Это предположение полностью объясняет результаты второго опыта. Из первого кристалла выходит плоскополяризованная волна. При скрещенных кристаллах (угол между осями 90°) она не проходит сквозь второй кристалл. Если оси кристаллов составляют между собой некоторый угол, отличный от 90°, то проходят колебания, амплитуда которых равна проекции амплитуды волны, прошедшей через первый кристалл, на направление оси второго кристалла.

Итак, кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоско-поляризованный.

Механическая модель опытов с турмалином. Нетрудно построить простую наглядную механическую модель рассматриваемого явления. Можно создать поперечную волну в резиновом шнуре так, чтобы колебания быстро меняли свое направление в пространстве. Это аналог естественной световой волны. Пропустим теперь шнур сквозь узкий деревянный ящик (рис. 139). Из колебаний всевозможных направлений ящик «выделяет» колебания в одной определенной плоскости. Поэтому из ящика выходит поляризованная волна.

Если на ее пути имеется еще точно такой же ящик, но повернутый относительно первого на 90°, то колебания сквозь него не проходят. Волна целиком гасится.

Поляроиды. Не только кристаллы турмалина способны поляризовать свет. Таким же свойством, например, обладают так называемые поляроиды. Поляроид представляет собой тонкую (0,1 мм) пленку кристаллов герапатита, нанесенную на целлулоид или стеклянную пластинку. С поляроидом можно проделать те же опыты, что и с кристаллом турмалина. Преимущество поляроидов в том, что можно создавать большие поверхности, поляризующие свет.

К недостаткам поляроидов относится фиолетовый оттенок, который они придают белому свету.

Поперечность волны

Установка для наблюдения трехсантиметровых волн

Поляризация трехсантиметровых волн

Поляризатор и анализатор для трехсантиметровой волны

Поляризация естественного света при отражении от стекла

Угол Брюстера

Естественный видимый свет. Три поляризатора. Закон Малюса

Поляризатор и анализатор для дециметровой волны

Источник

Поляроид

Поляризационая плёнка обладает линейным дихроизмом (плеохроизмом): неодинаково поглощает линейно поляризованные перпендикулярно друг к другу составляющие падающего на него света. Вследствие этого неполяризованный (естественный) свет, проходя сквозь поляроид, превращается в плоскополяризированный.

Хорошим поляризатором являются кристаллы турмалина — уже при толщине кристалла турмалина около 1 мм в них практически полностью поглощается обыкновенный луч. Ещё лучше поляризует йодохинина сульфат (герапатит) — один из лучей практически полностью поглощается уже при толщине кристалла 0,1 мм. Аналогичными свойствами обладают органические молекулы некоторых полимеров, если их сориентировать в одном направлении, например путём растяжения плёнки. В частности, плёнки из поливинилена.

Оригинальный материал запатентован в 1929 году и затем усовершеннствован в 1932 Эдвином Гербертом Лэндом. Он содержит множество микроскопических кристаллов герапатита, внедрённых в прозрачную полимерную плёнку из нитроцеллюлозы. В процессе производства игольчатые кристаллы упорядочиваются путём применения электрических или магнитных полей. Cерийно изготавливается с 1935 года.

Плёнка Поляроид широко используется для разнообразных целей, например, чтобы устранить ослепляющее действие света на водителей автомобилей от фар встречных машин, для изготовления ЖК-экранов, очков для 3D-кино, устранения бликов и засветки неба при фотографировании и пр.

Связанные понятия

В фотографии и кинематографе под позити́вом понимают изображение, в котором полутона объекта съемки отображаются таким же распределением оптических плотностей на изображении. Более светлые места (света́) объекта съемки выглядят светлыми и наоборот, тени выглядят темными. На цветном позитиве цвета объекта съемки отображаются такими же цветами изображения. Термин «позитив» применительно к фотографии изобретён Джоном Гершелем в XIX веке. Получение позитива возможно как при помощи классического негативно-позитивного.

Источник