Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
пластинка), 8СП и 4СП, а поляроид обозначим буквой П, и пусть П (45°)
означает, что ось поляроида составляет 45° с осью пластинки.
Дифракционную решетку будем обозначать ДР. Проделаем следующие опыты.
а) Выстроим ряд ДР; П (45°); 16СП; П (45°). Посмотрите через этот ряд
приборов на линейный источник белого света (это опыт 8.16). Теперь
повторите опыт, заменив стопку 16СП на стопку 8СП.
б) Добавьте 8СП и еще один П к выходу ряда а), чтобы получить ряд ДР;
П(45°); 16СП; П (45°); 8СП; П (45°). Посмотрите на источник.
в) Теперь поставьте 4СП; П (45°) на выход б) и снова посмотрите на
источник. Заметьте, что с помощью системы последовательных фильтров вы
устранили все боковые полосы и создали фильтр, пропускающий определенную
полосу (чтобы сделать картину более ясной, вы можете воспользоваться
цветными фильтрами). Ширина полосы определяется пластинкой 16СП. Если вы
захоти те уменьшить полосу пропускания в два раза, вам придется взять
32СП. Пластинки, сделанные с помощью прозрачного минерального масла, все
же позволяют смотреть через ннх без больших затруднений.
Фильтры рассмотренного типа были предложены Лайо в 1932 г. Астрономы,
работающие с такими фильтрами, используют кварцевые задерживающие
пластинки вместо слоев скотча. В типичных случаях они имеют полосу
шириной 1 А, центрированную, например, на линии бальмеровской серии
водорода (длина волны А,на=6563 А). Такие фильтры применяют для
фотографирования Солица. Полная интенсивность света, прошедшего через
фильтр, пропорциональна произведению интенсивностей для фильтров 16СП,
8СП и 4СП (последовательность не играет роли). Это показано на рисунке.
Вопрос. Объясните, почему полная интенсивность проходящего света равна
произведению интенсивностей кривых пропускания индивидуальных фильтров.
Почему (например) нельзя сложить три амплитуды от трех фильтров (когда
присутствует один из них), затем возвести сумму в квадрат и усреднить по
времени?
8.18. Опыт. Круговой поляризатор.
а) Наложите круговой поляризатор иа алюминиевую фольгу, или на
обыкновенное зеркало, или на полированное лезвие ножа. Поверните
поляризатор, чтобы поверхность фольги Казалась "черной" или темно-сиией.
Переверните поляризатор и посмотрите снова. (Произведите те же операции с
поляроидом.) Перевер-
"I АААААААА "АЛЛА/
Л--
Рис. к задаче 8.17. Фильтр.
Кривая 16СП дает интенсивность прошедшего света для последовательности
фильтров П (45°); 16СП; П <45°). Если вместо фильтра 16СП поставить
фильтры 8СП нлн 4СП, мы получим кривые 8СП и 4СП соответственно. При
полном наборе фильтров кривая пропускания является произведением трех
кривых, что показано на рисунке.
397
ните его в "черное" положение. Сдвиньте поляризатор в сторону так, чтобы
свет падал на металл, минуя круговой поляризатор. Смотрите на "тень" (или
"изображение") поляризатора, возникающую при медленном его сдвиге и
возвращении. Объясните то, что вы видите.
б) Сделайте на поверхности фольги V-образную царапину. Пусть большая
часть света приходит с определенного направления (лампа, окно). Положите
круговой поляризатор на фольгу так, чтобы он частично лежал на царапине и
частично на чистой поверхности фольги. Заметьте, что теперь царапина
кажется яркой, тогда как остальная часть фольги по-прежнему выглядит
темной. Объясните это! (Указание. Когда вы смотрите на правую руку в
зеркало, она выглядит как левая. Как она будет выглядеть в "двойном"
зеркале, образованном двумя зеркалами, поставленными под прямым углом
друг к другу?)
в) Теперь возьмите фольгу и скомкайте ее, чтобы создать "грубую"
поверхность. Положите на нее круговой поляризатор и смотрите с близкого
расстояния. Объясните то, что вы видите. Объясните следующие утверждения:
1. "Свет деполяризован в большом масштабе и полностью поляризован в
малом".
2. "Это в какой-то степени аналогично деполяризации света в большом
масштабе времени и полной его поляризации в достаточно малой шкале
времени".
г) Положите круговой поляризатор на кусок обычной белой бумаги. Можете ли
вы в этом случае отличить круговой поляризатор от поляроида? Объясните.
д) Снова положите круговой поляризатор на поверхность металла. Между
поверхностью и поляризатором поместите пластинку 1/2 X. Сперва
предскажите, что вы ожидаете увидеть, а затем посмотрите. Повторите опыт
с пластинкой V4 X. (Замечание. Каждому цвету отвечает, как известно, своя
задержка. Вы можете увеличить эффект с помощью зеленого фильтра. В этом
нет необходимости, если вы помните, что выражение "черный" является в
данном случае приближенным.)
8.19. Момент импульса света. Правополяризованный свет падает на
поглощающую пластинку, которая подвешена на вертикальной нити. Свет
падает снизу вверх на нижнюю поверхность пластинки.
а) Пусть длина волны света равно 5500 А, средняя мощность пучка 1 вт и
пластинка полностью поглощает падающий свет. Какой момент силы действует
на пластину (дайте ответ в дин-см)} Вспомните, что момент силы равен
