Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
скорости изменения момента импульса и что пластина поглощает момент
импульса падающего на нее излучения.
б) Предположим, что вместо поглощающей пластинки на нити подвешено
обычное посеребренное зеркало, так что свет отражается обратно под углом
180°. Чему равен закручивающий момент в этом случае?
в) Предположим, что на нити подвешена прозрачная пластинка 1/2 X. Свет
проходит через нее (ничего не задевая). Чему равен крутящий момент?
(Пренебрежем отражениями от поверхности.)
г) Верхняя поверхность пластинки из в) посеребрена, так что свет проходит
через пластинку, отражается от зеркальной поверхности и возвращается
обратно через пластинку. Чему равен крутящий момент?
д) На нити подвешена прозрачная пластинка г/2 X. Над ней закреплена (т.
е. не связана с пластинкой) пластинка 1/i X, верхняя поверхность которой
посеребрена. От этой поверхности свет отражается обратно. Чему равен
крутящий момент, действующий на первую пластинку 1/2 X?
ё) Как получить наибольший крутящий момент?
ж) Пусть период свободных крутильных колебаний подвешенной на нити
пластинки равен 10 мин. Придумайте опыт, который позволил бы "усилить"
действие крутящего момента и измерить вращение пластинки. (Укажите идею,
оставляя в стороне подробности.) Прочтите описание соответствующего опыта
*).
8.20. Опыт. Поляризация при рассеянии.
а) Введите несколько капель молока в стеклянный кувшин с водой.
Пропустите через жидкость пучок света от карманного фонарн. Смотрите на
свет, рас-
*) R. А. В е t h, Phys. Rev. 50, 115 (1936).
398
сеянный "молекулами молока". Исследуйте поляризацию рассеянного света с
помощью поляроида. Сделайте это для рассеяния на 90° (угол между
направлениями пучка и рассеянного света равен 90°), для рассеяния на
малые углы (около 0°) и на большие углы (около 180°). (Замечание. Вам
следует каким-то образом отметить направление оси пропускания поляроида.
Это направление можно найти, наблюдая за светом, зеркально отраженным от
стекла, деревянного или пластмассового пола, окрашенной поверхности при
угле падения около 45°. Такой угол достаточно близок к углу Брюстера.)
б) Создайте линейную поляризацию света от вашего осветителя. Коллимируйте
свет с помощью картонного экрана так, чтобы сеченне пучка было меньше
площади поляроида, и смотрите на рассеянный свет с различных направлений
в плоскости, перпендикулярной пучку (или, наблюдая под углом в 90°,
вращайте поляроид).
в) Изучите рис. 8.6. Определите степень поляризации с помощью следующего
выражения:
г / (X) - / (у)
I (х) + ^(у)
где / (х) - интенсивность рассеянного света, поляризованного по х, а /
(у) - интенсивность рассеянного света, поляризованного по у. Покажите,
что величина Р следующим образом зависит от угла рассеяния 0 (см. рнс.
8.6):
_ 1 - cos2 9 ~ 1 + cos2 0 '
Заметим, что Р=0 при рассеянии на 0° или 180° и Р=1 при рассеянии на 90°.
г) Добавьте немного молока. Пучок приобретает белую окраску. Наблюдайте
за поляризацией под углом 90°, где она максимальна. Добавьте молока.
Объясните результат. Можно ли ожидать, что свет, отраженный от белых
облаков, будет поляризован? Проверьте ваше утверждение на опыте.
8.21. Опыт. Поляризация света радуги. Поляризован ли этот свет? Вместо
радуги проще исследовать искусственную радугу, созданную рассеянием света
на брызгах струи фонтана или струи из садового шланга.
8.22. Лунный и земной свет. Когда Луна кажется "наполовину полной", ее
освещенная часть рассеивает солнечный свет к нашему глазу под углом,
приблизительно равным 90°. Мы знаем, что при таком угле рассеяния свет
голубого неба поляризован почти полностью. Можно ли думать, что свет Луны
будет почти линейно поляризован? Проверьте ваше предсказание на опыте.
Теперь подумайте, как "наполовину полная" Земля будет выглядеть с Луны.
Будет ли поляризован земиой свет?
Ответ. Иногда, это аависит от времени и погоды. Почему?
8.23. Пучок линейно-поляризованного света падает на пластинку 1/2 %,
которая вращается вокруг оси пучка со скоростью со0- Покажите, что свет
на выходе линейно поляризован и что направление поляризации вращается с
частотой 2со0.
8.24. Опыт. Смотрите на осветительную лампу через поляроид. Поляризован
ли свет лампы? Теперь поместите между лампой и поляроидом кусок целлофана
(или пластинку 1/t% или V2^)- Поляризован ли свет теперь? Отразите свет
лампы, например, от поверхности ножа. Поляризован ли отраженный свет?
8.25. Опыт. Измерение показателя преломления по углу Брюстера. Для опыта
нам нужна лампа (ее можно закрыть картонной рамкой со щелью, чтобы
уменьшить размеры источника), кусок стекла, стол, картонный ящик или что-
нибудь в этом роде, чтобы вы могли фиксировать положение глаз, и
поляроид. Положите кусок стекла на стол и найдите в нем отражение лампы.
(Вы увидите два отражения - одно от верхней, другое от нижней поверхности
стекла. Второе отражение можно убрать, выкрасив нижнюю поверхность черной
краской или просто наклеив на нее ленточку матового скотча, которую нужно
