Prezentare pe tema - transversalitatea undelor luminoase

Prezentare pe tema - transversalitatea undelor luminoase

CROSS WAVES. POLARIZAREA LUMINII În lumina polarizată, lumea din jurul nostru arată complet diferită. O riglă de desen din plastic transparent este vopsită cu dungi fantastice colorate. Bucățile de celofan dintre polaroizii încrucișați se transformă într-o vitraliu colorată în culori vii. Profesor de fizică, Școala nr. 5, Baltișsk, regiunea Kaliningrad Sineva K. M.







Fenomenele de interferență și difracție nu lasă nici o îndoială că propagarea luminii are proprietățile valurilor. Dar ce fel de valuri - longitudinale sau transversale? Fondatorii de timp lungi val optice și Fresnel Jung a crezut undele luminoase longitudinale, t. E. similar undelor sonore. În acel moment, undele luminoase erau considerate valuri elastice în eter care umpleau spațiul și pătrunseră în toate corpurile. Astfel de valuri nu păreau transversale, deoarece valurile transversale pot exista doar într-un solid. Dar cum poate un corp să se miște într-un eter solid fără să se confrunte cu rezistență? La urma urmei, eterul nu trebuie să împiedice mișcarea corpurilor. În caz contrar, legea inerției nu ar fi îndeplinită. Cu toate acestea, treptat câștigă mai multe fapte și mai experimentale, care nu au putut gestiona pentru a interpreta, luând în considerare undele luminoase sunt longitudinale.

Experimente cu turmalină Să analizăm în detaliu doar unul dintre experimente, foarte simplu și excepțional de spectaculos. Aceasta este o experiență cu cristale de turmalină (cristale clare de culoare verde). Cristalul turmalinei are o axă de simetrie și aparține numărului de așa-numiți cristale uniaxiale. Luați o placă de turmalină dreptunghiulară, tăiată astfel încât una din fețe să fie paralelă cu axa cristalului. Dacă direcționați un fascicul de lumină pe o farfurie de acest fel de la o lampă electrică sau de la soare, atunci rotirea plăcii în jurul fasciculului nu va cauza nici o schimbare a intensității luminii care trece prin ea. S-ar putea crede că lumina a fost doar parțial absorbită în turmalină și a obținut o culoare verzui. Nimic nu sa mai întâmplat. Dar nu este așa. Valul de lumină a dobândit proprietăți noi.

Aceste proprietăți noi sunt detectate dacă fasciculul este forțat să treacă prin cel de-al doilea exact același cristal de turmalină (figura 35a) paralel cu primul. Cu axele direcționate ale cristalelor, nu se mai întâmplă nimic interesant: pur și simplu fasciculul de lumină este în continuare slăbit prin absorbția celui de-al doilea cristal. Dar dacă cel de-al doilea cristal se rotește, lăsând primul nemișcat. apoi se descoperă un fenomen uimitor - amortizarea luminii. Pe măsură ce unghiul dintre axe crește, intensitatea luminii scade. Și când axele sunt perpendiculare între ele, lumina nu trece deloc. Este complet absorbit de al doilea cristal. Cum poate fi explicat acest lucru?

undele luminoase Transversalitatea să fie două fapte Din experimentele descrise mai sus: în primul rând, că unda de lumină care călătoresc de la sursa de lumină este complet simetrică în raport cu direcția de propagare (cu rotația cristalului în jurul fasciculului în primul experiment, intensitatea nu este schimbat), iar, pe de altă parte, că unda , venind din prima matriță, nu posedă simetrie axială (în funcție de rotirea celei de a doua matriță relativ la linia obținută sau că intensitatea luminii transmise). unde longitudinale au o simetrie totală în raport cu direcția de propagare (apar oscilații de-a lungul acestei direcții, și este o axă de simetrie a undei). Prin urmare, este imposibil să explicăm experimentul cu rotația celei de-a doua plăci, presupunând că undele luminoase sunt longitudinale.







O explicație completă a experimentului poate fi obținută prin realizarea a două ipoteze. Prima presupunere se referă la lumina însăși. Lumina este un val transversal. Dar în fascicolul de unde care provine de la sursa uzuală există oscilații ale tuturor direcțiilor posibile perpendiculare pe direcția de propagare a undelor

Conform acestei ipoteze, undele luminoase au simetrie axială, fiind în același timp transversale. Valurile, de exemplu, nu au o astfel de simetrie pe suprafața apei, deoarece vibrațiile particulelor de apă apar doar în plan vertical. Un val de lumină cu oscilații în toate direcțiile, perpendiculare pe direcția propagării, se numește naturale. Acest nume este justificat, deoarece, în condiții normale, sursele de lumină creează doar o astfel de undă. Această presupunere explică rezultatul primului experiment. Rotația cristalului turmalin nu modifică intensitatea luminii transmise, deoarece valul incident are simetrie axială (în ciuda faptului că este transversală).

A doua presupunere care trebuie făcută se referă la cristalul. Cristalul turmalinei are capacitatea de a transmite undele luminoase cu vibrații situate într-un anumit plan (planul P din Figura 37). O astfel de lumină este numită polarizată sau, mai precis, plane-polarizată, spre deosebire de lumina naturală, care poate fi numită și nepolarizată. Această ipoteză explică complet rezultatele celui de-al doilea experiment. Un val polarizat de la primul cristal. Cu cristale încrucișate (unghiul dintre axele de 90 °), acesta nu trece prin al doilea cristal. Dacă axele cristalelor formează un unghi între ele, altele decât 90 °. atunci trec oscilațiile a căror amplitudine este egală cu proiecția amplitudinii undei transmise prin primul cristal în direcția axei celui de-al doilea cristal.

Experimentele directe au arătat că undele luminoase sunt transversale. Într-o undă de lumină polarizată, oscilațiile apar într-o direcție strict definită.

Funcționarea ecranului LCD se bazează pe fenomenul de polarizare a fluxului luminos. Se știe că așa-numitele cristale polaroid sunt capabile să transmită numai acea componentă a luminii a cărei vector de inducție electromagnetică se află într-un plan paralel cu planul optic al polaroidului. Pentru restul fluxului de lumină, polaroidul va fi opac. Astfel, polaroidul pare să "curețe" lumina. Acest efect se numește polarizarea luminii. Atunci când substanțele lichide au fost studiate ale căror molecule lungi sunt sensibile la câmpul electrostatic și electromagnetic și sunt capabile să polarizeze lumina, a devenit posibil să se controleze polarizarea. Aceste substanțe amorfe, pentru similitudinea lor cu substanțele cristaline datorită proprietăților lor electro-optice, precum și capacitatea lor de a prelua forma unui vas, se numesc cristale lichide.

Filtrul de polarizare acționează aproximativ ca o grătare cu deschideri lungi și foarte înguste. El trece numai acele valuri care oscilează de-a lungul acestei lattice. Toate celelalte valuri care oscilează în alte direcții sunt blocate. Toate valurile care au trecut prin grilaj oscilează în aceeași direcție - lumina este "polarizată". Polarizarea luminii poate fi diferită - depinde de unghiul la care strălucește soarele. Acest unghi variază în funcție de locația dvs. din lume și de ora din zi. Când soarele este direct deasupra capului - efectul este mai puțin pronunțat decât atunci când soarele se află la orizont. Rezultatele foarte impresionante pot fi obținute atunci când soarele a trecut aproape dincolo de orizont.

E interesant. Căutarea de planete locuite de la cele mai apropiate stele poate ajuta curcubeu, scrie ABC cu referire la revista Astrobiology. Spectrul de descompunere a luminii poate fi un indicator fiabil al prezenței apei lichide, necesară pentru formarea unei vieți de tip pământ. Astrobiologist Jeremy Bailey (Jeremy Bailey) de la Universitatea Macquarie din Australia a declarat că studiul planetelor, oamenii de stiinta se va concentra pe polarizarea luminii - un fenomen natural asemănător cu descompunerea acestuia se produce atunci când curcubeu în sine. Determinarea unghiului de polarizare face posibilă determinarea cu mare precizie a compoziției luminii refractare lichide. În acest fel a fost stabilită compoziția norii de pe Venus, unde lumina a trecut prin picături de acid sulfuric concentrat. Studiile polarimetrica considerate de cercetători ca o metodă suplimentară spectroscopiei - metodă de bază de a studia planete extrasolare, furnizează date privind compoziția lor, dar nu da posibilitatea de a determina, în special, există apă pe un corp ceresc în stare lichidă sau gazoasă.

Vezi toate diapozitivele

Prezentări înrudite







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: