Поляриметр. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Поляриметр - 1) прибор для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматич. света в веществах, обладающих еетественной или наведённой магн. полем оптической активностью. Дисперсию оптического вращения измеряют спектрополяриметрами.

П. делятся на визуальные и фотоэлектрические. Конечным измерит. элементом и тех, и других является светочувствит. устройство (глаз или фотоэлектрич. приёмник), реагирующее на изменение интенсивности света, а не на состояние его поляризации. Этот принцип реализуется, напр., в П., построенных по схеме полутеневых приборов. Исследуемое вещество 5 (рис. 1) помещается между полутеневым поляризатором, состоящим из двух половин 3-4, и анализатором 6.

Рис. 1. Принципиальная схема полутеневого поляриметра: 1 - источник света; 2 - конденсор; 3-4 - полутеневой поляризатор; 5 - трубка с исследуемым оптически активным веществом; 6 - анализатор с отсчётным устройством; 7 - зрительная труба; 8 - окуляр отсчётного устройства.

Пропускание анализатора меняется в соответствии с Малюса законом при изменении угла

между плоскостью поляризации АА анализатора и плоскостью поляризации падающего на него света. Наиб. абс. изменение интенсивности прошедшего через анализатор света в зависимости от угла

происходит вблизи угла

однако относит. изменение интенсивности максимально вблизи угла

Действительно,

при

Поэтому для наиб. чувствительной регистрации малых углов вращения плоскость поляризации анализатора АА устанавливается перпендикулярно биссектрисе малого угла

между плоскостями поляризации

двух половин полутеневого поляризатора (рис. 2,а). В таком случае обе половины I и II поля зрения имеют одинаковую освещённость. Когда между поляризатором и анализатором находится исследуемое вещество, поворачивающее плоскость поляризации, освещённость резко меняется (рис. 2, б, в). Измерение угла вращения сводится к повороту плоскости поляризации анализатора до визуального выравнивания яркостей двух половин поля зрения. Измеряемый угол считывается со шкалы отсчётного устройства. Подобная методика визуальной регистрации обладает достаточно высокой чувствительностью, что позволяет применять полутеневые П. при разл. исследованиях. Однако более распространены автоматич. фотоэлект-рич. П., в к-рых сопоставление двух интеисивностей осуществляется с помощью поляризац. модуляции светового потока (см. Модуляция света ).Последний в свою очередь вызывает переменный фототок, к-рый после усиления и выпрямления регистрируется, и с помощью компенсирующей схемы производится измерение угла. Макс. пороговая чувствительность лазерных П.

град; при использовании внутрирезонаторных лазерных методов измерений чувствительность П. доходит до

град.

Рис. 2. Полутеневые поляризаторы: АА - плоскость поляризации анализатора;

- плоскости поляризации двух половин поляризатора;

- угол между ними.

2) П.- также прибор для определения степени поляризации р частично поляризованного света. Степень линейной поляризации устанавливается как отношение разности к сумме интенсивностей

света, разложенного на две линейно поляризованные составляющие с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации, т. е.

Простейший визуальный полутеневой поляриметр Корню (рис. 3) состоит из диафрагмы Д, призмы Волластона П и анализатора А. Призма Волластона пространственно разделяет составляющие

в результате чего через анализатор наблюдаются два поля изображения диафрагмы, интенсивности к-рых в соответствии с законом Малюса равны

Поворачивая анализатор на угол

добиваются равенства интенсивностей обоих полей

Зная угол поворота

определяют отношение

и степень поляризации

Обычно шкала поворота градуирована непосредственно в значениях р.

Рис. 3. Схема поляриметра Корню: Д - диафрагма; П - призма Волластона; А - анализатор.

В качестве П. используют и полярископ Савара, перед к-рым устанавливают поляризац. стопу стеклянных пластин для компенсации измеряемой поляризации света. Поворачивая предварительно проградуированную стопу, добиваются того, чтобы анализируемый свет на выходе имел нулевую поляризацию.

Фотоэлектрич. П. для измерения степени поляризации состоит из вращающейся полуволновой фазовой пластинки или пластинки в четверть длины волны (для определения степени линейной или циркулярной по-ляризации соответственно), анализатора и фотоприёмника. Отношение амплитуд переменной и постоянной составляющих фототока непосредственно даёт величину p.

П. широко и эффективно применяются в разл. исследованиях структуры и свойств вещества, в решении ряда техн. задач. В частности, измерения степени поляризации излучения космич. объектов позволяют обнаружить сильные магн. поля во Вселенной.

Литература по поляриметрам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.