Поляризация света для чайников: суть явления, сущность, определение

Урок-исследование для 11 класса по физике: «Поляризация света»

Урок изучения нового материала

по теме «Поляризация света» в 11 классе

Цель:

сформировать понятие о поляризации света, объяснить поляризацию света с точки зрения волновых представлений, организовать на уроке самостоятельное изучение данного явления с помощью выполнения экспериментальных заданий

закрепление основных навыков экспериментальной работы;

Развитие познавательных умений и самостоятельности к творческому поиску при решении конкретных задач;

Развитие умений анализировать работу; умение сравнивать теоретические выводы и результат эксперимента.

Пояснительная записка.

Структура урока.

Этапы урока Содержание работы Время (мин.) Методы и приемы
1. Вводный Оргмомент 1-2
2. Повторение Повторение основных понятий волновой оптики 2-4 Фронтальный опрос
3. Объяснение нового материала Выполнение экспериментальных заданий 25-30 Работа в парах
4. Итоговый Подведение итогов. Контроль знаний. 5-10 Рефлексия

Повторение

Вопросы:

Что такое свет? Ответ: свет – это электромагнитные волны

Поперечны или продольны электромагнитные волны? Что совершает колебания? 

Ответ: Электромагнитные волны поперечны. Векторы напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В перпендикулярны друг другу, колеблются в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Каковы фазы колебаний векторов Е и В? Ответ: Векторы В и Е колеблются в одинаковых фазах, т.е. достигают максимума и минимума одновременно в одних и тех же точках пространства.

Какова скорость света в вакууме? Ответ: Скорость света равна 300000 км/с.

Объяснение нового материала

В световых волнах, испускаемых обычными источниками света (например, лампочкой накаливания), колебания вектора Е происходят по всевозможным направлениям. Такой свет называют естественным (не поляризованным).

Если при распространении электромагнитной волны вектор напряженности электрического поля Е сохраняет свою ориентацию, такую волну называют линейно-поляризованной или плоско-поляризованной. Некоторые источники могут испускать поляризованный свет.

В таком свете колебания электрического и магнитного полей происходят не по всем направлениям, а только в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Поляризованный свет можно получить при помощи поляризаторов. Если посмотреть через тонкую кристаллическую пенку (поляризатор) на естественный свет и покрутить его вокруг своей оси, то ничего не произойдет.

Обратите внимание

Однако если пропустить свет через две такие пластинки, мы обнаруживаем у него новые свойства. При вращении одной пластинки относительно другой интенсивность прошедшего света будет меняться от полного пропускания в случае, когда плоскости поляризации обоих пластинок совпадают, до полного гашения, в случае, когда эти плоскости перпендикулярны.

Попробуем изобразить этот процесс более наглядно. Представим себе обычный деревянный забор, в одной из досок которого прорезана узкая вертикальная щель. Проденем сквозь эту щель верёвку; её конец за забором закрепим и начнём верёвку встряхивать, заставляя её колебаться под разными углами к вертикали.

Вопрос: а как будет колебаться верёвка за щелью? Ответ очевиден: за щелью верёвка станет колебаться только в вертикальном направлении. Амплитуда этих колебаний зависит от направления приходящих к щели смещений. Вертикальные колебания пройдут сквозь щель полностью и дадут максимальную амплитуду, горизонтальные — щель не пропустит совсем.

А все другие, «наклонные», можно разложить на горизонтальную и вертикальную составляющие, и амплитуда будет зависеть от величины вертикальной составляющей. Но в любом случае за щелью останутся только вертикальные колебания! То есть щель в заборе — это модель поляризатора, преобразующего неполяризованные колебания (волны) в линейно-поляризованные. (рис. 1). 

Если мы пропустим шнур через две таких щели, то:

1. Если эти щели будут параллельны друг другу, колебания будут проходить полностью (рис. 2).

2. Если щели будут перпендикулярны друг другу, то после второй щели колебания полностью погасятся (рис. 3).

Проверка на опыте поляризованности света, испускаемого различными источниками

Проведем опыты, в которых проверим поляризованность света, испускаемого различными источниками света. (учащимся раздаются листы с фотографиями опытов, после проведения наблюдения они должны дописать свои выводы)

Опыт 1.

Жидкокристаллический монитор даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает
Опыт 2. Излучение дисплея калькулятора даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 3.

Свет дисплея мобильного телефона даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 4. Луч лазера даёт поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает

Опыт 5.

Важно

Рассеянный свет голубого неба даёт частично поляризованный свет, т.к. повороте поляризатора на 90 свет незначительно ослабляется

Опыт 6. Свет, отражённый от стекла, поляризован, т.к.

повороте поляризатора на 90 свет полностью исчезает Свет, отражённый от зеркала, неполяризован, т.к. повороте поляризатора на 90 свет не исчезает.

Свет поляризуется только при отражении от диэлектрика, при отражении от проводящей поверхности поляризации не происходит

Опыт 7. Экран монитора на электронно-лучевой трубке испускает неполяризованный свет. «Погасить» его можно лишь при помощи двух скрещённых поляроидов. Свет, испускаемый телевизором с кинескопом, лампой дневного света, свечой, газовой горелкой, светодиодом также неполяризован.

Поляризация в природе

Свет, испускаемый Солнцем, не имеет какой-либо определенной плоскости поляризации. Однако, проходя через земную атмосферу, солнечный свет претерпевает рассеяние на ее молекулах и других частицах, имеющих размеры меньше длины волны.

Вследствие поперечности световых волн солнечные лучи, рассеянные изотропными молекулами в направлении, нормальном к первоначальному, должны быть линейно поляризованы. В результате каждая точка неба над нами превращается во вторичный источник света, который оказывается уже частично поляризованным.

Степень поляризации света голубого неба сильно различается в разных точках небосвода (от 0 примерно до 80%). При этом ось поляризации (преимущественное направление E) всегда перпендикулярна плоскости треугольника, в вершинах которого находится наблюдатель, Солнце и наблюдаемая точка неба. Зная оси поляризации для двух точек неба, можно найти направление на Солнце.

Очевидно, что направлением на Солнце будет прямая, образованная пересечением двух плоскостей, каждая из которых переходит через наблюдателя и данную точку неба перпендикулярно оси поляризации в этой точке. По-видимому, таким образом и находят направление на солнце насекомые, глаза которых чувствительны к направлению поляризации света.

Различают поляризацию и муравьи, и мухи с пчелами. Не они одни его видят, и некоторые костистые рыбы, и головастики лягушек, кальмары, каракатицы и осьминоги. Зачем им видеть поляризованный свет? Свет, идущий от синего неба, поляризован, и поляризация в любой точке неба зависит от ее положения относительно солнца.

Поэтому пчела может ориентироваться по солнцу, даже если оно закрыто облаками и виден лишь кусочек синего неба: поляризация укажет направление на солнце. Но представить себе кальмара или каракатицу, ориентирующуюся по солнцу, довольно трудно.

Совет

Для чего же им нужна такая способность? Для кальмара его поляризационное зрение — все равно что радар, видящий «стелсы»! Шашар с коллегами изучил в поляризационном микроскопе совершенно прозрачных (для человеческого глаза) планктонных животных, на которых охотятся мелкие или молодые кальмары. Оказалось, в поляризованном свете видны не только глаза, но и мускулатура, а также усики-антенны рачков. Не очень хорошо, но видны. И кальмары этим пользуются.

 Применение явления поляризации

Поляризованный свет предлагали использовать для защиты водителя от слепящего света фар встречного автомобиля.

Если на ветровое стекло и фары автомобиля нанести плёночные поляроиды с углом пропускания 45о, например, вправо от вертикали, водитель будет хорошо видеть дорогу и встречные машины, освещённые собственными фарами.

Но у встречных автомобилей поляроиды фар окажутся скрещёнными с поляроидом ветрового стекла данного автомобиля, и свет фар встречных машин погаснет.

Известны так называемые фотохромные очки, темнеющие на ярком солнечном свету, но не способные защитить глаза при очень быстрой и яркой вспышке (например, при электросварке) — процесс затемнения идёт сравнительно медленно.

Поляризационные очки на эффекте Поккельса обладают практически мгновенной «реакцией» (менее 50 мкс).

Свет яркой вспышки поступает на миниатюрные фотоприемники (фотодиоды), подающие электрический сигнал, под действием которого очки становятся непрозрачными.

Поляроиды широко применяются для гашения бликов от стёкол и полированных поверхностей, от воды (отраженный от них свет сильно поляризован). Поляризован и свет экранов жидкокристаллических мониторов.

Для определения концентрации оптически активных веществ (например, сахара) применяют поляриметрию.

Обнаружение на опыте поворота плоскости поляризации света.

Существуют материалы, которые поворачивают плоскость поляризации проходящего через них света. Эти вещества называют оптически активными.

К таким веществам относятся, например, кварц, аметист, скипидар, раствор сахара в воде и некоторые другие вещества. Поворачивает плоскость поляризации и обычный скотч.

Обратите внимание

Угол поворота плоскости поляризации кристаллов очень сильно зависит от длины волны и толщины пластинки d.

Опыт 7.

Кусочек скотча зажат между двумя поляроидами и рассматривается в проходящем свете. Скотч поворачивает плоскость поляризации таким образом, что свет начинает частично проходить сквозь него.

Здесь будет изображение: /data/edu/files/v1453033194.jpg (233×175)

Опыт 8.

Целлофан также поворачивает плоскость поляризации света. Если ось целлофана параллельна оси поляроида, то прошедший свет имеет один цвет, если перпендикулярна, то другой (жёлтый – синий, красный – зелёный). Если сложить целлофан вдвойне, то цвета изменяются. 

Если сложить произвольно несколько кусочков целлофана, получим разноцветную картинку. При повороте поляроида цвета меняются на дополнительные.  Объяснить опыты можно двойным лучепреломлением в целлофане: скорость света и коэффициент преломления зависят от взаимного расположения оптической оси целлофана и плоскости поляризации света. Цвет прошедшего света зависит также и от толщины плёнки. 

Опыты не просто красивы и удивительны. На основе целлофана можно изготовить поляризационные фильтры, которые будут выделять из естественного света какую-либо составляющую, причём при повороте одного из поляроидов будет меняться не только интенсивность прошедшего через поляроиды света, но и его цвет.

Опыт 9.

Предмет из абсолютно прозрачной пластмассы — линейка (фото 9), коробочка для CD-дисков (фото 10) — помещённый между ЖК-экраном и анализатором, приобретает радужную окраску. Причина этого явления в том, что прозрачный для естественного света материал на самом деле анизотропен.

Его физические свойства, в том числе показатели преломления разных участков предмета, неодинаковы. Световой луч в нём расщепляется на два, которые идут с разными скоростями и поляризованы во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

Интенсивность поляризованного света, результат сложения двух световых волн, при этом не изменится. Но анализатор вырежет из него две плоско-поляризованные волны, колеблющиеся в одной плоскости, которые станут интерферировать.

Важно

Малейшее изменение толщины пластинки или напряжений в её толще приводит к появлению разности хода волн и возникновению окраски

Здесь будет изображение: /data/edu/files/z1453033537.jpg (153×142)

Исследование с помощью поляризации света распределения механических напряжений

В поляризованном свете удобно изучать распределение механических напряжений в деталях машин и механизмов, строительных конструкциях.

Из прозрачной пластмассы делают плоскую модель детали (балки, опоры, рычага) и прикладывают к ней нагрузку, моделирующую реальную.

Разноцветные полосы, возникающие в поляризованном свете, указывают на слабые места детали (острый угол, сильный изгиб и пр.) — в них концентрируются напряжения. Меняя форму детали, добиваются наибольшей её прочности.

Читайте также:  Как потратить стипендию: куда можно потратить стипендию, как потратить первую стипендию с умом

Опыт 10. 
Проделать такое исследование можно самим. Из органического стекла можно вырезать модель крюка для подъёма груза, подвесить её перед экраном, нагружать гирьками разного веса. Мы сделаем проще: в целлофановом квадрате проделаем дырку, подвесим к ней блок и будем нагружать его грузами. Пронаблюдаем, как в ней меняется распределение напряжений

Подведение итогов. Контроль знаний.

Что такое поляризация? Ответ: одно из волновых свойств света.

Какие источники испускают поляризованный, а какие – неполяризованный свет? Ответ: Жидкокристаллический монитор, дисплей калькулятора, дисплей мобильного телефона, луч лазера испускают поляризованный свет. Телевизор с кинескопом, лампа дневного света, свеча, газовая горелка, солнце испускают неполяризованный свет.

Как можно поляризовать свет? Ответ: С помощью поляризатора. Также свет поляризуется при отражении от поверхности диэлектрика, частично поляризуется при рассеянии (голубое небо).

Как используется явление поляризации? Ответ: для защиты водителя от слепящего света фар встречного автомобиля, для гашения бликов от стёкол и полированных поверхностей, для стереоскопического кино и телевидения, для определения концентрации оптически активных веществ (сахара)

Источник: https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/polyarizatciya_sveta_142434.html

Поляризация света

Сделал этот шаг очень талантливый человек, которого звали Этьен-Луи Малюс. Его занятия и увлечения были самыми разнообразными: всесторонне образованный инженер, выпускник Политехнической школы, Малюс в то же время писал стихи, поэмы, трагедии, читал наизусть большие отрывки из Гомера, Горация, Вергилия.

Участвуя в военных походах Наполеона в Египте, он обнаружил развалины старинного города; занимался оптикой и… сочинял фразы — афоризмы, полные тонкого знания человеческой природы. Вот, например, одна из них, записанная на листке у походного костра: «Я не люблю людей, которые взвешивают благодеяния».

Видимо, совсем не случайно, что именно таким разносторонне подготовленным людям удается сделать замечательное открытие.

В 1808 году Малюс жил на улице Анфер в Париже напротив Люксембургского дворца. Однажды вечером, когда скользящие лучи солнца освещали окна дворца, Малюс стал рассматривать отраженные от окон блики солнечного света через кристалл исландского шпата. Его поразило, что при некоторых положениях кристалла он видел вместо двух преломленных лучей только один!

Сначала Малюс решил, что замеченное им явление объясняется переменчивым состоянием атмосферы, быстрыми и внезапными изменениями в яркости солнечного света, обычно незаметными для глаза.

Едва дождавшись наступления темноты, Малюс соорудил на столе «сложную» оптическую систему, состоявшую из восковой свечи, чаши с водой, угломера и кристалла исландского шпата. Вот с какими приборами в прошлом веке можно было сделать открытие!

Постепенно поднимая чашу, Малюс изменял угол падения света восковой свечи на воду. Лучи света, отраженные от гладкой поверхности воды, Малюс рассматривал через кристалл. Когда угол падения лучей достиг 36°, в кристалле один из преломленных лучей исчез. Чаша опустилась, угол падения увеличился — оба луча, обыкновенный и необыкновенный, снова появились в кристалле…

Совет

Малюс заменил чашу с водой на стеклянное зеркало — и снова повторилась та же картина, но на этот раз лучи падали под углом 35°, когда исчезал один из преломленных лучей.

Из этих опытов следовало, что диэлектрики — стекло, вода — могут так изменить свойства отраженного света, что кристаллы исландского шпата при освещении таким светом полностью теряют способность к двойному лучепреломлению.

Конечно, ученым очень понравилось, что обыкновенный и необыкновенный луч можно теперь отделить друг от друга, но двойное лучепреломление сделалось от этого еще загадочнее.

Открытое явление Малюс назвал поляризацией. Лучи, прошедшие кристалл исландского шпата или отраженные стеклом или водой, Малюс стал именовать «поляризованными» лучами. Возможно, при этом он вспомнил о полюсах, которыми Ньютон наделил свои световые корпускулы…

Малюс вывел формулу и закон, применяемые до сих пор для определения степени поляризации света, но установить причину странных явлений, возникающих при отражении от диэлектриков, не смог. Он несомненно чувствовал, что разгадка заключается в связи света с электричеством. В связи, еще не раскрытой во времена Малюса.

В конце своей короткой, насыщенной жизни (он умер от чахотки, когда ему было 37 лет) Малюс писал: «…новые явления приближают нас еще на один шаг ближе к истине, доказывая недостаточность всех теорий, придуманных физиками для объяснения отражения света».

Источник: Марк Колтун “Мир физики“

Источник: http://www.ThingsHistory.com/kak-mnogo-mozhno-uvidet-v-oknax-dvorca/

ПОИСК

    Так же как и в водных растворах, кинетика электродных процессов обусловлена несколькими видами поляризации. Причины возникновения этих поляризаций и их сущность такие же, как в водных растворах. Изучение поляризации методом исследования кривых поляризации также сохраняется.

Однако, в связи с малым значением поляризаций по сравнению с падением напряжения в электролите при электролизе расплавов, приходится использовать методы, позволяющие точно учитывать омическую составляющую. Одним из таких методов является осциллографический (коммутаторный) метод. [c.

470]
    Прохождение электрического тока через электролитическую ванну создает между электродами некоторую разность потенциалов, направленную против внешней ЭДС. Возникновение обратной ЭДС при электролизе, называемой ЭДС поляризации, составляет сущность явления поляризации при электролизе.

Причина ее — поляри- [c.257]

    Представляется, что большая величина (несколько тысяч вольт) противоэдс, наблюдаемая при прохождении тока в кристаллах, исключает возможность считать причиной ее возникновения гальваническую поляризацию.

Для того чтобы разобраться в сущности явления поляризации, прежде всего необходимо установить, в каком месте кристалла она проявляется. При этом было нока- [c.162]

Обратите внимание

    В соответствии с развиваемыми здесь представлениями можно предложить простое, хотя, возможно, и несколько спорное объяснение этих фактов. Процесс разрыва С — Х-связи сразу же начинает сопровождаться делокализацией электронов, обусловленной включением в сопряженную систему дополнительного атома углерода.

Положительный заряд, появляющийся на этом атоме углерода, в первый момент еще в значительной степени нейтрализован за счет близости отщепляющейся группы. Поэтому максимальное воздействие этого заряда будет наблюдаться лишь в свободном ионе карбония.

По этой же причине направленный тип поляризации, а также эффект, обусловленный электронодонорными свойствами заместителя, могут стать преобладающими только тогда, когда переходное состояние оказывается пройденным. Хотя этот эффект передается по системе сопряженных связей, в сущности он представляет собой обычный индуктомерный эффект [14], усиленный сопряжением.

За счет этого эффекта более электроположительная т/7ет-бутильная группа могла бы стабилизировать ион карбония в большей степени, чем метильная группа. [c.130]

    Сущность и причины поляризации. При прохождении гальванического тока через проводники второго рода в послед-.них, равно как и электродах, наступают более или менее длительные изменения как концентраций, так и химические.

В результате этих изменений возникает на электродах электродвижущая сила, направленная противоположно пропускаемому току, которую мы называем электродвижущей силой поляризации ( р.

Сущность этого явления выясняется из двух следующих примеров  [c.412]

    Все эти данные указывают на то, что пассивирование есть явление поверхностное и что причина его кроется в изменении поверхностных слоев металла. Однако, несмотря на огромные усилия многочисленных исследователей пролить свет на сущность пассивирования, мы до сих пор не имеем теории, которая объясняла бы все стороны этого явления.

Важно

Возникновение пассивности при анодной поляризации и устранение ее всеми агентами, действующими восстанавливающе (катодная поляризация, обработка восстановителями или водородом), — все это говорит за то, что пассивирование следовало бы приписать тонкой нерастворимой окисной пленке, возникающей на поверхности металла.

Эту точку зрения выдвинул еще Фарадей (1836), который дал первые систематические исследования по пассивности. Такая пленка действительно наблюдается на пассивированном алюминии и в некоторых других случаях. Большею частью однако ее обнаружить не удавалось, да и самый факт существования например нерастворимых в кислотах окислов железа вызывает сомнения.

В частности, Г и т торф (1900) показал, что железо, о кисленное с поверхности нагреванием, не пассивно. Ле Бл а н приписывает пассивность замедлению электродного процесса, т. е. дает ей то же объяснение, что и перенапряжению (между обоими явлениями вообще много сходного).

Действительно, повышение температуры, ускоряя процессы, уменьшает или вовсе устраняет пассивирование. Однако эта теория носит лишь формальный характер, не объясняя причин замедления. [c.427]

    Поэтому наряду с потенциостатическим применяется также импульсно-гальваностатический метод [29].

Сущность последнего метода заключается в том, что через электрохимическую ячейку пропускаются одиночные импульсы постоянного тока разной амплитуды и длительности, а потенциал электрода измеряется в обесточенном состоянии после прекращения прохождения поляризующего тока.

По осциллограммам тока и потенциала строятся поляризационные кривые. В момент прекращения тока причины, вызывающие поляризацию электрода, исчезают не мгновенно, а постепенно, в течение сравнительно длительного промежутка времени.

Измерение потенциала через 10 -н 10″ сек дает возможность определить экстраполяцией на момент размыкания собственную величину потенциала электрода без скачка потенциала, зависящего от омического сопротивления слоя раствора между поверхностью электрода и концом измерительного капилляра, а также сопротивления возможной пленки на поверхности электрода. Омический же скачок потенциала исчезает за время 10 сек после прекращения поляризующего тока. Время спадания потенциала электрода может определяться величиной от 10 сек до нескольких минут. Поляризуя электрод токами различной величины и измеряя его потенциал в момент выключения тока, можно получить гальваностатическую кривую. [c.33]

Совет

    Помимо этого вида релаксационной поляризации акад. А. Ф. Иоффе была установлена объемно-зарядовая поляризация (рис. 23, г), тесно связанная с электрической проводимостью. Впоследствии этим термином стали называть ряд явлений, сходство между которыми состоит в том, что поляризация в диэлектриках происходит за счет образования объемных зарядов.

Сущность объемно-зарядовой поляризации заключается в том, что при движении свободных носителей заряда через диэлектрик они могут не дойти до заряженных поверхностей, к которым движутся, или подойти к ним, но не разрядиться. Тогда в диэлектрике остаются объемные заряды положительные у отрицательной поверхности и отрицательные у положительной.

Эти заряды смещены не на микрорасстояния, как при обычной поляризации, а на макрорасстояния. Причина указанных явлений еще полностью не ясна. Считается, что продвижению свободных зарядов могут мешать дефекты кристаллических решеток, которые способны в некоторых случаях захватывать электроны или ионы.

Иногда ионы, дошедшие до электродов, не успевают полностью разрядиться за то время, в течение которого подходят новые ионы. [c.131]

    Прохождение электрического тока через электролитическую ванну создает некоторую разность потенциалов между электродами, направленную против внешней э. д. с. Возникновение обратной а. д. с. при электролизе, называемой а. д. с.

поляризации, составляет сущность явления поляризации при электролизе. Причина ее — поляризация каждого электрода, заклнмаюищяся в сдвиге потенциала электрода от исходного равновесного значения, отвечающего определенной плотности тока. [c.

208]

    Следует отметить, что первые результаты исследований —/-кривых отдельными авторами (см.

, например, [36] и [59]) значительно различались между собой, поэтому на основании полученных данных невозможно было однозначно сказать, какое из уравнений Ильковича (первоначальное или исправленное) лучше согласуется с экспериментом. Однако в 1953 г.

Читайте также:  Отсрочка от армии по учебе в вузе и колледже: есть ли право у студента на отсрочку?

наступил новый многообещающий этап в использовании метода изучения /—/-кривых, на основании которого было дано четкое толкование сущности диффузионного тока п были выявлены причины указанных выше расхождений. Тогда Ханс и Хенне [67] опубликовали предварительное сообщение об I — /-кривых на первой капле, т. е.

Обратите внимание

на капле, которая образуется в растворе без предшествующей поляризации, когда концентрация деполяризатора у поверхности капли в начале ее жизни равна его концентрации в массе раствора.

В том же году Смолер [68] применил и описал горизонтальный капилляр, который, кроме выгод для аналитической практики (уменьшение осцилляций гальванометра и других), дал также возможность получить 1П1тересные результаты и с точки зрения теории, так как при отрыве капли почти полностью обновляется состав раствора около устья капилляра н следующая капля практически образуется в необедненном растворе [69]. [c.89]

    В этом анализаторе для защиты катода от образующихся на его рабочей поверхности пленок из малорастворимых веществ помимо механической чистки предусмотрено специальное устройство — несимметричный мультивибратор на двойном триоде (Л), входящий в состав блока питания 1.

Для удаления из приэлектродного пространства Са +- и М -ионов, являющихся одной из главных причин образования пленок на поверх- ности катода, использован особый способ поляризации катода посредством несимметричных знакопеременных импульсов низкой частоты (2,5 Гц), получаемых с помощью мультивибратора.

Сущность этого способа заключается в кратковременном изменении знака заряда катода с отрицательного на положительный, что вызывает изменение направления действия сил электрическо- [c.103]

    Другими анодными продуктами могут быть СтО , Ср4 и СаР б. Более подробно механизм электродных процессов описан в книге [157]. Анодное перенапряжение, имеющее характер активационной поляризации, находится в пределах 0,4—0,6 В.

Особенностью электролиза глиноз( м-криолитных расплавов является ярко выраженный анодный эффект, сущность которого описана выше. Выход по току при промышленном получении алюминия может колебаться от 80 до 92 %.

Наиболее важными причинами заниженного выхода по току являются следующие одновременный разряд ионов натрия  [c.128]

Важно

Смотреть страницы где упоминается термин Поляризация сущность и причины: [c.153]    [c.262]    [c.98]   Физическая химия Том 2 (1936) — [ c.413 ]

причины

© 2018 chem21.info Реклама на сайте

Источник: https://www.chem21.info/info/834243/

Поляризация света. волновая оптика

Поляризация волн

Свойство поперечных волн – поляризация.

Поляризованной волной называется такая поперечная волна, в которой колебания всех частиц происходят в одной плоскости.

Такую волну можно получить с помощью резинового шнура, если на его пути поставить преграду с тонкой щелью. Щель пропустит только те колебания, которые происходят вдоль нее.

Устройство, выделяющее колебания, происходящие в одной плоскости, называется поляризатором.

Устройство, позволяющее определить плоскость поляризации (вторая щель) называется анализатором.

Поляризация света

Опыт с турмалином – доказательство поперечности световых волн.

Кристалл турмалина – это прозрачный, зеленого цвета минерал, обладающий осью симметрии.

В луче света от обычного источника присутствуют колебания векторов напряженности электрического поля Е и магнитной индукции В всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения световой волны. Такая волна называется естественной волной.

При прохождении через кристалл турмалина свет поляризуется.

У поляризованного света колебания вектора напряженности Е происходят только в одной плоскости, которая совпадает с осью симметрии кристалла.

Поляризация света после прохождения турмалина обнаруживается, если за первым кристаллом (поляризатором) поставить второй кристалл турмалина (анализатор). При одинаково направленных осях двух кристаллов световой луч пройдет через оба и лишь чуть ослабнет за счет частичного поглощения света кристаллами. Схема действия поляризатора и стоящего за ним анализатора:

Если второй кристалл начать поворачивать, т.е. смещать положение оси симметрии второго кристалла относительно первого, то луч будет постепенно гаснуть и погаснет совершенно, когда положение осей симметрии обоих кристаллов станет взаимно перпендикулярным. Вывод:

Свет- это поперечная волна.

Применение поляризованного света:

– плавная регулировка освещенности с помощью двух поляроидов – для гашения бликов при фотографировании (блики гасят, поместив междуисточником света и отражающей поверхностью поляроид)

– для устранения слепящего действия фар встречных машин.

Другие страницы по теме “Волновая оптика”:

Природа света. Измерение скорости света

Отражение света
Преломление света
Полное внутреннее отражение
Дисперсия света
Интерференция света
Дифракция света
Поляризация света

НЕОЖИДАННОЕ О ВЕЛИКИХ

В 1923 году потомок французской королевской семьи Луи де Бройль написал диссертацию о двойственной природе света.

Французская академия наук скептически отнеслась к работе автора, но из уважения к особе королевской крови решило пригласить одного-единственного эксперта в качестве третейского судьи. Решал судьбу Луи де Бройля Альберт Эйнштейн.

Совет

Эксперт дал положительный отзыв, и с тех пор мы знакомимся в учебниках физики с гипотезой Луи де Бройля. ___

В 1926 году известный ученый Эрвин Шредингер в своей статье опубликовал основное уравнение волновой механики. И именно Шредингеру принадлежит гипотетический эксперимент, известный под названием «Кот Шредингера».

Он состоит в том, что в светонепроницаемом ящике заперта кошка, о которой не известно, жива она или мертва. На шее у кошки прикреплен динамит, который взорвется от первого же кванта света и кошку погубит. Таким образом узнать, жива ли кошка, невозможно.

А что об этой ситуации думаете Вы?

___

В США в штате Мэн в музее науки создан необычный экспонат. Экспонат представляет собой кусок шоссе длиной 40 миль. Вдоль шоссе расположены несколько объектов, самый большой из которых имеет радиус 15 метров.

На въезде на это шоссе-экспонат стоит плакат, предлагающий всем, едущим по шоссе, придерживаться скорости 11 км/ч.

Интересно, что этот экспонат символизирует модель Солнечной системы в масштабе 1: 93 000 000, а скорость 11км/час – скорость света в том же масштабе.

Источник: http://class-fizika.narod.ru/voln8.htm

Поляризация как физическое явление

Поиск Лекций

Под ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ света, как физическим явлением, обычно понимают 2 группы процессов.

Рисунок 11.1

Рисунок 11.2

1) Процесс выделения колебаний векторовс заданной ориентацией из всего многообразия колебаний, присутствующих в естественном свете (получение линей­но-поляризованного света, рис. 11.1).

2) Процесс создания таких условий, при которых векторначинает изменяться по некоторому заданному закону (получение, например, циркулярно-поляризован­ного света, рис. 11.2).

Обратите внимание

Устройства, в которых происходит поляризация 1-го или 2-го типов, называются ПОЛЯРИЗАТОРАМИ или ПОЛЯРОИДАМИ (Пл, Пц – рис. 11.1, 11.2).

Как видно из рисунка 11.1, после прохождения естественно­го света через поляроид (Пл) из всего многообразия колебанийв волновом пакете остались лишь ко­лебания типа. Такая волна называется линейно-поляризованной.

Рисунок 11.3

Механизм линейной поляризации можно пояснить на следующем приме­ре. Пусть в естественном свете присутствуют волны двух типови, распространяющихся в направлении(рис. 11.3).

Если коэффициент упругости валентного электрона диэлектрика вдоль осиравен, а вдоль осиравен,и, то вдоль осив поляроиде деформация электрона возможна, а следовательно, возможна и генерация вторичных волн типа. Волны же типане СМОГУТ “раскачать” валентный электрон вдоль осии их энергия пойдет на нагрев поляроида.

В результате поляризатор пропустит волну типаи задержит волну типа. Такова суть линейной поляризации, как процесса, который произо­шел с “волновым пакетом” из двух волни. Очевидно, что в основе этого типа поляризации лежит явление АНИЗОТРОПИИ кристаллов (см. гл. 1).

Из рисунка 11.2 видно, что предварительно линейно-поля­ризованная волнапройдя через поляроид Пл, превращается в ЦИРКУЛЯРНО-ПОЛЯРИЗОВАННУЮ. Т.е. векторначинает вращаться вокруг вектора скоростис угловой скоростью, равной циклической частоте электромагнитной волны.

Особенности циркулярно-поляризованного излучения будут рассмотрены в следующих разделах гл.11.

11.4. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ В АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ [4, с. 435]

Направим луч 1 естественного света на одну из граней монокристаллического ИСЛАНДСКОГО ШПАТА, разновидность углекислого кальция, так, как показано на рисунке 11.4. Такой моно­кристалл относится к гексагональной системе, а основу его элементарной ячейки составляет РОМБОЭДР с углами78,08° и101,52°.

Рисунок 11.4

Луч 3 называют “обыкновенным”, для него выполняется закон преломления света. Традиционное обозначение для такого луча – символ “” и его абсолютный показатель преломления мы обозначим.

Важно

Для луча 2 закон преломления света не выполняется, его называют “необыкновенным” и присваивают ему символ “”. Аб­солютный показатель преломления необыкновенного луча равен. Кристаллы такого типа назвали одноосными.

Кристаллы, в которых оба преломляемых луча (2 и 3) необыкновенные, называют двухос­ными. Такие кристаллы мы далее не рассматриваем.

Плоскость, проходящая через лучи “” и “” называют глав­ной плоскостью кристалла. Любая плоскость параллельная ей также является главной плоскостью.

Опыт показывает, что если волна 1 – неполяризована, волна “” – поляризована в главной плоскости кристалла (рис. 11.5), а волна “” поляризована в плоскости, ортогональной главной плоскости кристалла. На рисунке 11.5 плоскость чертежа пересекает крис­талл в сечении, поэтому векторрасполагается в плоскости чертежа, а вектор- ортогонален плоскости чер­тежа.

Проведем линию(рис.11.4), соединяющую тупые диагональ­ные углы РОМБОЭДРА. Это направление называется главной оптической осью кристалла. Если по любому другому направлению, то вдоль. То есть, вдольволны “” и “” распространяются с одинаковой скорос­тью, как в обычной изотропной среде и БЕЗ ДВОЙНОГО ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ.

Любая линия параллельнаяобладает свойствами оптичес­кой оси. Для всех остальных направлений. Причем, есликристалл называют “отрицательным” (исландский шпат). Если жекристалл называют “положительным” (кварц). Из сказанного ясно, что если поставить поглотитель на пути луча “” (или “”), рисунок 11.

5, кристалл с двойным лучепреломле­нием можно использовать как поляризатор.

В современных тонкопленочных поляроидах поглощение одного из лучей происходит в толще самого материала поляроида без приня­тия каких-либо специальных мер. Недостатком поляроидов такого типа является зависимость коэффициента поглощения от длины волны и сравнительно высокое (до 25%) поглощение пропускаемого (полез­ного) поляризованного излучения.

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s80468t1.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Явление поляризации может быть рассмотрено, если приписать каждому малому объему диэлектрика некоторый индуцированный дипольный момент. Это справедливо, так как электрическим дипольным моментом может быть охарактеризовано электрическое состояние не только отдельной молекулы, но и некоторого макроскопического объема диэлектрика, состоящего из большого числа молекул.  [31]

Явления поляризации в катионах типа непостоянных газов представляют весьма важный общий принцип, который расширяет и обобщает правила Захариасена. Большая простота получения свинцовых и цинковых ортосиликатных стекол не может быть объяснена исключительно этими правилами, так как они непосредственно применимы только к ионам типа постоянных газов.  [32]

Явление поляризации объясняется тем, что движение электронов в металлической части элемента и ионов в растворе испытывает на своем пути определенные сопротивления.

Совет

Часть этих сопротивлений связана с затруднениями, возникающими при прохождении электрона через кристаллическую решетку металла или ионов через раствор, называемыми омическими ( R), незначительно влияет на уменьшение коррозионного тока микро-пор, поскольку она обычно невелика.  [34]

Явления поляризации в слабощелочных солевых растворах при рН7 аналогичны поляризации двуокисномарганцевого электрода в щелочном растворе, содержащем едкое кали, и будут рассмотрены в следующем разделе.  [35]

Читайте также:  Что такое культурный шок за рубежом: причины, стадии, способы преодоления во время учебы

Явление поляризации света было открыто Гюйгенсом ( 1690) при пропускании обыкновенного света через кристалл исландского шпата.  [36]

Важно

Явление поляризации света имеет место и при отражении или преломлении света на границе двух диэлектриков. Для полной или частичной поляризации естественного луча необходима анизотропия условий распространения. В двояко-преломляющих кристаллах эта анизотропия имеется во всей толще кристалла.

При отражении и преломлении света на границе двух сред, даже если обе среды оптически изотропны, наличие вполне определенного положения плоскости падения луча само по себе создает анизотропию условий распространения.

Иными словами, условия отражения и преломления лучей, поляризованных в плоскости падения и перпендикулярно к последней, различны, а отраженный и преломленный лучи всегда в той или иной степени поляризованы.  [37]

Явление поляризации света доказывает волновую природу света и поперечность световых волн.  [38]

Явление поляризации света было открыто Гюйгенсом ( 1690) при пропускании обыкновенного света через кристалл исландского шпата.  [39]

Обратите внимание

Явление поляризации света, т.е. выделение световых волн с определенной ориентацией электрического ( и магнитного) вектора, имеет место и при отражении или преломлении света на границе двух изотропных диэлектриков.

Этот способ поляризации был открыт Ма-люсом, который случайно заметил, что при поворачивании кристалла вокруг луча, отраженного от стекла, интенсивность света периодически возрастает и уменьшается, т.е.

отражение от стекла действует на свет подобно прохождению через турмалин.  [40]

Явление поляризации света обнаруживается, если поместить между предметами и глазом поляризатор – вещество, которое поляризует проходящий сквозь него свет.

Таким свойством обладают некоторые минералы ( турмалин), искусственные кристаллы ( герапатит), а также вещества, обладающие свойствами коллоидов.

Последние и применяются в настоящее время для изготовления поляризационных фотографических фильтров, которые представляют собой тонкий слой поляризатора, заключенный между двумя плоскопараллельными стеклами.  [41]

Явление поляризации света служит убедительным экспериментальным подтверждением поперечности световых ( электромагнитных) волн, поскольку поляризоваться могут только поперечные ( а не продольные) волны.  [42]

Явление поляризации ионов обусловливает отклонение от чисто ионной связи и является одной из причин того, что в большинстве соединений связь носит смешанный и – ионно-ковалент-ный характер.  [43]

Явление поляризации света служит убедительным экспериментальным подтверждением поперечности световых ( электромагнитных) волн, поскольку поляризоваться могут только поперечные ( а не продольные) волны.  [44]

Важно

Явление поляризации света имеет место и при отражении или преломлении света на границе двух диэлектриков. Для полной или частичной поляризации естественного луча необходима анизотропия условий распространения. В двояко-преломляющих кристаллах эта анизотропия имеется во всей толще кристалла.

При отражении и преломлении света на границе двух сред, даже если обе среды оптически изотропны, наличие вполне определенного положения плоскости падения луча само по себе создает анизотропию условий распространения.

Иными словами, условия отражения и преломления лучей, поляризованных в плоскости падения и перпендикулярно к последней, различны, а отраженный и преломленный лучи всегда в той или иной степени поляризованы.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id626155p3.html

Поляризация света

Поперечные (и только поперечные) волны обладают изначальным, по самой природе присущим им свойством известным под названием поляризации волн. По отношению к световым волнам применяется термин «поляризация света».

Под этим понимается пространственное соотношение между направлением распространения светового луча и направлением его электрического (или магнитного) вектора.

Ведь теория Максвелла утверждает только, что эти векторы лежат в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения света, но не накладывает никаких ограничений на их поведение в этой плоскости.

Как ведет себя, например, электрический вектор? Будет ли он фиксирован в каком-то определенном направлении, лежащем в этой плоскости, и в каком именно; совсем ли не будет фиксирован или только частично (не жестко) или же направление его может изменяться по определенному закону (и опять-таки эти законы могут быть различны)? Возможны все эти случаи. И все они составляют разные типы поляризации света.

Очевидно, что для продольных волн понятие поляризации лишено смысла.

История открытия поляризации света весьма интересна.

Экспериментально впервые обнаружил явление, в котором проявляется поляризация света — двойное преломление датчанин Эразм Бартолин в 1669 г. Гюйгенс подробно исследовал это явление и описал его закономерности с помощью остроумной, хотя и формальной теории (1690).

Само явление состоит в той, Что в кристаллах луч света, преломляясь, расщепляется на два луча. Один из этих лучей по определенным причинам, называют обыкновенным, а другой — необыкновенным. Суть же дела была в том, что эти два луча в кристалле имеют разную поляризацию.

Но к пониманию того, что здесь речь идет о принципиально новом и изначальном свойстве света, Гюйгенс, разработавший лишь феноменологическую теорию явления, прийти не смог.

Совет

Мысль об этом впервые родилась у основоположника корпускулярной теории света — Ньютона.

В своей знаменитой «Оптике» Ньютон писал, пытаясь осмыслить причину двойного преломления в кристаллах:

Это не что иное, как первое в истории науки феноменологическое определение поляризации света.

Совет Ньютона был исполнен поколениями физиков. Таких свойств оказалось много, и притом интереснейших.

Крупнейший советский физик-оптик и глубокий знаток творчества Ньютона академик Вавилов об этом так писал: «Ньютон не извлек дальнейших выводов из своей удачной гипотезы, едва ли также он серьезно занимался экспериментальным изучением двойного преломления; во всяком случае ему принадлежит честь введения понятия поляризации светового луча в оптику».

Сам термин «поляризация света» был введен французским физиком Малюсом, который более столетия спустя после работ Гюйгенса открыл явление поляризации света при отражении от поверхности стекла. Принято считать, что это крупнейшее открытие было им сделано случайно. Но случайно ли наличие интуиции у исследователя в поиске? В 1808 г.

Малюс, наблюдая сквозь кусок исландского шпата отражение заходящего солнца в окнах Люксембургского дворца в Париже, обнаружил различную яркость двух изображений, меняющуюся при вращении кристалла. Говоря словами Ньютона, Малюс обнаружил, что свет, отраженный от стекла, также имеет «стороны». Семантика предложенного им термина «поляризация» явно корпускулярного происхождения.

И это вполне объяснимо, потому что разрабатываемая в ту пору волновая теория света, как уже указывалось, опиралась на представление о продольных упругих волнах, для которых представление о «сторонах» луча было исключено.

Обратите внимание

В корпускулярных же представлениях описание оказывалось возможным с помощью несимметричных и каким-то образом ориентированных световых частиц (аналогично поляризации диэлектриков в электрическом поле).

Таким образом, не только само понятие, но и термин прямо или косвенно ведут начало от Ньютона.

Пока волновая теория света оставалась «продольной», только корпускулярная теория имела какую-то точку зрения на сущность поляризации и пользовалась ею для объяснения новых экспериментальных открытий в этой области, которые не заставили себя ждать.

Достаточно назвать открытие вращения плоскости поляризации в кварце (Араго, 1811) и в жидкостях (Био, 1815), хроматической поляризации (изменчивость цвета кристаллических пластинок; Араго, 1811), работы Брюстера и др. Однако методы корпускулярной теории оказались весьма несовершенными и громоздкими.

Для объяснения новых фактов требовалось введение дополнительных гипотез и усложнение первоначальных. Так, Био для объяснения хроматической поляризации предложил в 1812 году корпускулярную «теорию подвижной поляризации», основанную на произвольной гипотезе об изменении ориентации световых частиц по мере прохождения света через кристалл.

Попытки применить эту гипотезу к объяснению вращения плоскости поляризации потребовали ее дальнейшего усложнения и тем не менее не увенчались успехом.

Только поперечная волновая теория света создала адекватные представления для описания и объяснения разнообразных свойств и явлений поляризации света.

Отметим только, что приоритет введения понятия поляризации света, принадлежащий корпускулярной теории, представляет большой исторический интерес в связи с трактовкой этих явлений с квантовых (фотонных) позиций.

Важно

На любом празднике деятели оригинального жанра искусства — всегда желанные гости. В последние годы театр рисования песком становится все более популярным, что неудивительно. Почему? Такого вопроса и не стояло бы перед человеком, хоть раз увидевшим те невероятные картины, что художники изображают на песке. Сам процесс такого искусства завораживает и поглощает внимание и разум зрителя.

Источник: http://www.a-Smirnov.ru/polyarizaciya-sveta/

Явление поляризации света

Поляризация света. Основные теоретические сведения

Явление поляризации света — это явление возникновения определенной ориентации векторасветовой волны в пространстве [основная литература 1, 2, 3].

Из теории Максвелла известно, что электромагнитная волна поперечна, т. е.,, где— направление распространения волны. Ориентацию векторав плоскостиможно определить путем следующих рассуждений и наблюдений.

Предположим вначале, что вектор(рис. 1) фиксирован, т. е. не меняет своего положения в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. В таком случае проекции векторана различные плоскости, проходящие через x, будут различны.

Рис. 1.и— две произвольные плоскости, проходящие через направление распространения волны x

Например, на рис. 1 в пл.   , а в пл.   , где— угол между плоскостямии.

Различие проекций векторана плоскостиидолжно привести к тому, что волна будет проявлять различные свойства по отношению к плоскостями.

Опыт: в общем случае волны, распространяющиеся непосредственно от источника, таких свойств не проявляют. Полученный экспериментальный факт означает, что принятое выше предположение о фиксированном положении векторав плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, не соответствует действительности.

Такой вывод находится в соответствии с природой излучения. Световая волна от естественного источника состоит из множества цугов волн, испускаемых отдельными атомами. Плоскость колебаний (т. е.

плоскость, проведенная через направление вектораволны и направление луча) для каждого цуга ориентирована случайным образом.

Поэтому в естественном свете, в плоскости, перпендикулярной лучу, одновременно присутствуют колебания всевозможных направлений вектора(рис. 2). Вероятности реализации их одинаковы.

Рис. 2. Моментальное изображение вектора естественного света в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны

Поэтому величина вектора, усредненная по времени наблюдения, будет одинаковой в любой плоскости, проходящей через направление луча. Это должно привести к тому, что волна будет проявлять одинаковые свойства по отношению к любой из этих плоскостей. Именно это и наблюдается на опыте.

Совет

Для простоты анализа некоторых процессов проявления света, естественный свет можно рассматривать как некоторую результирующую от всех цугов поперечную волну, которую можно считать монохроматической, у которой направление векторав плоскости, перпендикулярной направлению распространения, быстро и беспорядочно сменяют друг друга [дополнительная литература 2, 3]

Свет, в котором ориентации колебаний векторав плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, упорядочены каким либо образом, называется поляризованным.

Если векторлежит все время в одной плоскости, в которой также лежит нормаль к фронту волны, то свет называется плоскополяризованным или линейно поляризованным.

Плоскость, в которой колеблется вектор— плоскость колебаний.

Плоскость, в которой колеблется вектор— плоскость поляризации.

Если векторсветовой волны изменяется так, что конец его описывает эллипс, свет называется эллиптически поляризованным.

Дата добавления: 2016-12-27; просмотров: 4150;

Источник: https://poznayka.org/s78194t1.html

Ссылка на основную публикацию