ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА. · Закон Брюстера

061. Какой световой поток испускает точечный источник света силой 25 кд внутри телесного угла в 0,64 ср?

Ф = 16 лм

062. Определить силу точечного источника света, если он находится в центре сферы радиусом 85 см и на поверхность этой сферы площадью 1,5 м² посылает световой поток 360 лм. Каков полный световой поток, излучаемый этим источником?

I = 173 кд, 2180 лм.

063. Какой световой поток падает на поверхность стола, если его средняя освещенность 9500 лк, а площадь 1,6 м²?

Ф = 15000 лм

064. Электрическая лампочка с силой света 100 кд заключена в матовую сферическую колбу диаметром 1) 6 см и 2) 12 см. Найти светимость лампы в обоих случаях.

065. Определить среднюю силу света лампы накаливания мощностью 120 вт, если ее световая отдача 13 лм/вт.

I = 124 кд

066.Небольшая поверхность освещена лампой в 90 кд. Ее заменили лампой в 30 кд. Во сколько раз надо уменьшить расстояние от лампы до поверхности, чтобы освещенность поверхности не изменилась?

067.Через поверхность площадью 500 см² проходит световой поток 0,025 лм. На каком расстоянии от нее находится источник с силой света 200кд? Считать, что лучи падают на поверхность перпендикулярно.

r = 20 м

068. Свет от лампы в 150 кд падает на рабочее место под углом 30⁰ и дает освещенность 25 лк. На каком расстоянии от рабочего места находится лампа?

r = 2,3 м

069. Две лампы в 100 и 50 кд находятся на расстоянии 2,4 м друг от друга. Где нужно поместить между ними непрозрачный экран, чтобы он был одинаково освещен с обеих сторон?

r = 1,4 м от лампы в 100 кд

070. На столбе висит лампа в 300 кд на высоте 3 м от поверхности земли. Найти освещенность точки на поверхности земли, находящейся на расстоянии 4 м от точки на земле под лампой.

Е = 7,2 лк

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

· Закон Брюстера

tgi₁ = n_2I,

где i₁ - угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован;

n_2I - относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

· Закон Малюса:

I = I₀cos²a,

где I₀ - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;

I - интенсивность этого света после анализатора;

a - угол между направлением колебаний света, падающего на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора (если колебания падающего света совпадают с этой плоскостью, то анализатор пропускает данный свет без ослабления).

· Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:

а) в твердых телах

j = ad,

где a - постоянная вращения;

d - длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

б) в растворах

j = [a]rd,

где [a] - удельное вращение;

r - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Примеры решения задач

Пример 17. Естественный луч света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины луч образует угол j = 97⁰ с падающим лучом (см. рис.19). Определить показатель преломления n₁ жидкости, если отраженный свет максимально поляризован. Показатель преломления стекла n₂ = 1,5.

tg i₁ = n_2I, (1)

где n_2I - показатель преломления второй среды (стекла) относительно первой (жидкости).

Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления. Следовательно,

tg i₁= n₂, / n₁. (2)

Угол падения равен углу отражения, тогда iI = j/2, и, следовательно, Подставив числовые значения, получим:

Частично поляризован

Пример 18. Две призмы николя N₁ и N₂ расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет a = 60⁰. Определить, во сколько раз уменьшиться интенсивность I₀ естественного света: 1) при прохождении через одну призму николя N₁; 2) при прохождении через обе призмы. Коэффициент поглощения света в призме николя k = 0,05. Потери на отражение света не учитывать.

Плоскость колебаний необыкновенного луча лежит в плоскости чертежа (плоскости главного сечения). Плоскость колебаний обыкновенного луча перпендикулярна плоскости чертежа. Обыкновенный луч о вследствие полного внутреннего отражения от границы АВ отбрасывается на зачерненную поверхность призмы и поглощается ею. Необыкновенный луч е проходит через призму, уменьшая свою интенсивность вследствие поглощения. Таким образом, интенсивность света, прошедшего через призму:

(1)

Относительное уменьшение интенсивности света получим, разделив интенсивность I₀ естественного света, падающего на первый

николь, на интенсивность I₁ поляризованного света:

(2)

Подставив в (2) численные значения физических величин, найдем:

Таким образом, после прохождения света через одну призму н

Николя интенсивность его уменьшится в 2,1 раза.

2) Плоскополяризованный луч света интенсивностью I₁ падает на второй николь N₂ и также расщепляется на два луча различной интенсивности: обыкновенный и необыкновенный. Обыкновенный луч полностью поглощается призмой, поэтому интенсивность его нас не интересует. Интенсивность необыкновенного луча I₂, вышедшего из призмы N₂, определяется законом Малюса (без учета поглощения света во втором николе):

I₂ = I₁cos²a, (3)

где a - угол между плоскостью колебаний в поляризованном луче и плоскостью пропускания николя N₂.

Учитывая потери интенсивности на поглощение во втором николе, получим:

I₂ = I₁(1-k)cos²a. (4)

Искомое уменьшение интенсивности при прохождении света через оба николя найдем, разделив интенсивность I₀ естественного света на интенсивность I₂ света, прошедшего систему из двух николей:

Заменяя отношение I₀/I₁ его выражением по формуле (1), получим:

Подставив в (6) численные значения физических величин, найдем:

Таким образом, после прохождения света через два николя интенсивность его уменьшится в 8,86 раза.