Введение 3
Глава 1. Поляризация света 5
1.1. Естественный и поляризованный свет 5
1.2. Метод описания поляризованного света 5
1.3. Закон Малюса 6
1.4. Степень поляризованности 7
1.5. Основы теории вращения плоскости поляризации 8
Глава 2. Оптически активные вещества 9
2.1. Оптическая активность 9
2.2. Физические причины оптической активности 10
2.3. Зависимость угла вращения от условий измерения 10
Глава 3.Исследование вращения плоскости поляризации лазерного пучка
в сахарном растворе 11
3.1. Краткая теория 11
3.2. Оборудование 14
3.3. Материалы и методика выполнения 14
3.4. Анализ результатов 17
4. Заключение 22
5 . Список литературы 23
Цель:
Отработать методику эксперимента «Исследование вращения плоскости поляризации лазерного пучка в сахарном растворе».
Для достижения данной цели, необходимо выполнить следующие задачи:
1. Сделать обзор литературы по данной тематике.
2. Подготовить оборудование к выполнению экспериментальной работы
«Исследование вращения плоскости поляризации лазерного пучка в сахарном растворе».
3. Проанализировать экспериментально измеренную зависимость угла поворота плоскости поляризации от длины кювета и концентрации сахара в растворе.
4. Подготовить методические рекомендации для дальнейшего использования экспериментальной установки в качестве лабораторного комплекса по исследованию явления вращения плоскости поляризации в сахарном растворе.
Вращение плоскости поляризации - явление, происходящее с лучами поляризованного света, проходящими через некоторые кристаллы, жидкости и газы, находящиеся в естественном состоянии или же под влиянием магнетизма.
Свет представляет собой электромагнитные волны [1]. Трудность в понимании природы света связаны с тем, что наряду с волновыми свойствами природы свет проявляет и корпускулярные свойства. Явления интерференции и дифракции подтверждают волновые света. Фотоэффект, люминесценция является подтверждением корпускулярных свойств [2]. Световая волна, распространяясь в пространстве, переносит энергию.
Для осознания механизма распространения световой волны, возможно, применить принцип Гюйгенса. Сообразно данному принципу, любая точка среды, до которой дошла волна, сама делается источником вторичных волн [3]. Плоскость, касательная ко всем вторичным волнам, дает собой свежую волновую плоскость. Принцип Гюйгенса может помочь взять в толк устройства отблеска и преломления волн.
При отражении света падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежит в одной плоскости. Угол между падающим лучом и перпендикулярный в точке падения, называют углом падения. Угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом называет углом отражения.
Преломление света при переходе из одной среды в иную вызвано различием в скоростях распространения света, во что и иной среде, при этом падающий луч, луч, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения в одной плоскости. По закону преломления отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть размер неизменная для двух сред и равна данная размер условному показателю преломления данных сред [4]:
Световая волна поперечная, вектор электронной напряженности перпендикулярен вектору магнитной напряженности и оба они перпендикулярны вектору скорости [5]. В поляризованной волне в различных точках места вектор электронной интенсивной и вектор скорости лежат в одной плоскости. В натуральной волне вектора находятся, беспорядочно. Поляризация света имеется при отблеске, преломлении, при прохождении кристаллов с анизотропными электронными качествами в всевозможных инструкциях.
В результате подробного изучения темы, приходим к следующему выводу, что данную экспериментальную работу можно включить в учебный процесс для студентов высшего учебного заведения с углубленным изучением физики. Чтобы проделать работу, студент должен овладеть знаниями следующих тем:
- естественный и поляризованный свет;
- Закон Малюса;
- степень поляризованности;
-оптическая активность веществ;
- зависимость угла вращения и т.д.
Организация и внедрение нового лабораторного физического практикума «Исследование вращения плоскости поляризации лазерного пучка в сахарном растворе» может обеспечить возможность построения
индивидуальной учебной работы со студентами, заинтересованными в углубленном изучении курса «оптики», а именно темы «Явление вращения плоскости поляризации световой волны».
Предлагаемая методическая основа внедрения новой лабораторной работы позволяет:
- достигнуть активизации самостоятельной учебно-познавательной деятельности студентов;
- реализовать незамедлительное применение самостоятельно полученных знаний: сбор и установка экспериментального оборудования;
- эффективно использовать имеющийся на кафедре физики приборно-лабораторный фонд;
- показать связь эксперимента с теоретическим аппаратом физики.
