Материал: Методические указания для выполнения лабараторных работ. Оптика и атомная физика
затора и анализатора (α = 0) на выходе системы двух поляризаторов будет свет с максимальной интенсивностью I max = I0 2 , а при взаимно перпенди-кулярных осях (α = π 2) – с минимальной интенсивностью Imin = 0 .
Поляризаторы частично отражают и поглощают свет. Если долю интен-сивности этого света обозначить k, то каждый поляризатор пропустит долю интенсивности, равную (1 − k) , и закон Малюса с учетом потерь интенсивно-
сти света будет иметь вид I = ( I 0 2 )(1 − k ) 2 cos2 α .
Идеальных поляроидов не бывает, поэтому при падении на него есте-ственного света на его выходе будет частично поляризованный свет с интен-сивностью I = I п + Iе , где Iп и Iе – интенсивности поляризованной и непо-ляризованной (естественной) составляющих. Величину
-
P =
I
п
=
I
п
+ I
I
I
п
е
(7.1)
называют степенью поляризации света. Она изменяется в пределах где P =1 соответствует полностью поляризованному свету, а P = 0 ризованному.
0 P 1,
– неполя-
49
Если на поляризатор падает естественный свет с интенсивностью тенсивность света, прошедшего через поляризатор, можно представить
|
|
|
|
I = I |
п |
+ I |
е |
= |
1 |
(I |
0 |
− I |
е |
) + I |
е |
= |
1 |
(I |
0 |
+ I |
е |
) |
, |
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
I п = |
1 |
( I 0 |
−Iе). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из этих двух уравнений получим, что |
Iп=I0 |
− I |
|
и |
Iе =2I− |
||||||||||||||||||
степень поляризации света (1) можно записать в виде |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
I0 |
, то ин- |
в виде
(7.2)
I0 |
. Тогда |
P = |
I |
п |
= |
I |
0 |
−1 |
(7.3) |
|
|
||||||
I |
I |
||||||
|
|
|
|
||||
Однако при наличии потерь интенсивности света в поляризаторе детек- |
|||||||
тор будет регистрировать интенсивность света, |
I exp = (1 − k )I , и определяе- |
||||||
мая в опыте степень поляризации будет равна
-
P
=
I
0
− 1 =
I
0
−1
exp
I
exp
(1 − k )I
(7.4)
Истинная и экспериментальная степени поляризации согласно (3) связаны соотношением
P = Pexp (1 − k ) −1
Откуда следует, что для определения P надо знать параметр k. При
(4)
(7.5)
= 0
, Pexp
=
P
.
Рассмотрим систему двух однотипных поляризаторов. На выходе анали-затора будет также частично поляризованный свет, с новой интенсивностью
неполяризованной составляющей |
' |
|
Iе . Оставшаяся часть неполяризованной |
||
составляющей с интенсивностью |
' |
будет преобразована в поляризован- |
Iе−Iе |
||
ный свет в соответствии с законом Малюса. В результате получим на выходе анализатора свет с интенсивностью
-
I
'
= (1
− k )
2
I
cos
2
α +
1
( I
п
2
е
-
При параллельных
(
= 0
)
поляризатора и анализатора на свет с интенсивностями
− I |
' |
) + I |
' |
|
= (1 − k ) |
2 |
I |
|
cos |
2 |
α + |
1 |
( I |
|
+ I |
' |
) |
|
(7.6) |
е |
е |
|
п |
|
2 |
е |
е |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
взаимно перпендикулярных ( = 90 ) осях его выходе согласно (2) будет соответственно
50
-
I
'
=
(1 − k )
2
I
= (1
− k )
2
I
+
1
( I
+ I
'
)
max
max
п
2
е
е
I
'
= (1 − k )
2
I
=
(1 − k )
2
1
( I
+ I
'
)
min
min
2
е
е
Рассмотрим параметр
-
'
I
'
− I
'
I
− I
I
I
P
=
max
min
=
max
min
=
п
п
'
+ I
'
I
+ I min
+ I
+ I
'
I п +
I
max
I
max
min
п
е
е