Далее: 3.  Описание установки Вверх: Лабораторная работа №17 Назад: 1.  Вопросы для подготовки

2.  Краткая теория

В 1846 году М.Фарадею удалось обнаружить вращение плоскости поляризации в оптических неактивных телах, возникающее под действием магнитного поля. Значение этого открытия в истории физики велико. Это было первое явление, в котором обнаружилась связь между оптическими и электромагнитными явлениями. Сам Фарадей считал, что ему удалось обнаружить непосредственное влияние магнитного поля на свет.

В действительности, однако, явление магнитного вращения плоскости поляризации имеет другой характер. Магнитное поле не действует непосредственно на свет, а действует на вещество, через которое свет проходит. В вакууме, в магнитном поле вращения плоскости поляризации не происходит. Однако вещества, не являющиеся оптически активными, под действием магнитного поля становятся таковыми. Они приобретают способность вращать плоскость поляризации.

Для наблюдения магнитного вращения плоскости поляризации служит установка, схематически изображённая на рис.1.


\includegraphics[width=1.\textwidth]{D:/old_disk/disk_d/html/work/link1/lab/lab_op17/lab_op17pic.2}
Рис.  1.

Исследуемое вещество $B$, не являющееся оптически активным, помещается между полюсами $M_1$ и $M_2$ сильного электромагнита. Плоскополяризованный свет пропускается через вещество так, чтобы направление распространения света совпало с направлением магнитного поля. (Для этого полюса электромагнита просверлены.) Поляризующие призмы $P$ и $A$ выполняют обычные функции: $P$ - поляризатор, $A$ - анализатор. Они устанавливаются так, чтобы поле зрения было тёмным. При включении магнитного поля тёмное поле зрения светлеет. Поворотом анализатора $A$ на угол $\varphi$ вновь удаётся получить тёмное поле зрения, что означает, что при включённом магнитном поле исследумое вещество $B$ поворачивает плоскость поляризации на угол $\varphi$.

Было установлено, что угол $\varphi$ поворота плоскости поляризации пропорционален длине пути $\ell$, проходимой светом в веществе, и напряжённости магнитного поля $H$.

\begin{displaymath}
\varphi=R\ell H.
\end{displaymath} (1)

Коэффициент $R$ называется постоянной Верде или удельным магнитным вращением.

Для подавляющего большинства веществ вращение происходит в ту сторону, в какую навиты витки электромагнита (положительновращающие вещества). Встречаются, однако, и вещества, вращающие плоскость поляризации в противоположную сторону (отрицательновращающие вещества).

Вращение плоскости поляризации в магнитном поле обусловлено тем, что под влиянием магнитного поля электроны, входящие в состав атомов и молекул, испытывают прецессию, благодаря чему скорости распространения волн, поляризованных по часовой стрелке и против часовой стрелки, оказываются в этой среде различными. Последнее обстоятельство и приводит к повороту плоскости поляризации.


Далее: 3.  Описание установки Вверх: Лабораторная работа №17 Назад: 1.  Вопросы для подготовки

ЯГПУ, Центр информационных технологий обучения
2014-05-31