Joonisel fig. Joonisel 8.12 on kujutatud raam, millesse on kinnitatud kaks klaasplaati. Üks neist on kergelt kumer, nii et plaadid puudutavad mingil hetkel teineteist. Ja siinkohal täheldatakse midagi kummalist: selle ümber ilmuvad rõngad. Keskel pole need peaaegu värvilised, veidi kaugemal säravad kõik vikerkaarevärvid ja serva poole kaotavad nad värviküllastuse, tuhmuvad ja kaovad.
Nii näeb 17. sajandil välja eksperiment, mis pani aluse kaasaegsele optikale. Newton uuris seda nähtust üksikasjalikult, avastas mustreid rõngaste paigutuses ja värvides ning selgitas neid ka valguse korpuskulaarteooria põhjal.
Sõrmus võrdse paksusega ribad, mida täheldatakse väikese kumerusega läätse kumera sfäärilise pinna ja kokkupuutuva klaasi tasase pinna vahelises õhupilus(joonis 8.13), helistas Newtoni sõrmused.
| Riis. 8.12 | Riis. 8.13 |
Rõngaste ühine keskpunkt asub kokkupuutepunktis. Peegeldunud valguses on keskpunkt tume, kuna kui õhupilu paksus on palju väiksem kui lainepikkus, on segavate lainete faaside erinevus tingitud peegeldustingimuste erinevusest kahel pinnal ja on lähedane π-le. . Paksus hõhuvahe on seotud kaugusega r kokkupuutepunktini (joonis 8.13):
Siin kasutatakse tingimust. Piki normaalset vaadeldes vastavad tumedad triibud, nagu juba märgitud, paksusele, seega raadiusele m saame tumeda rõnga
(m = 0, 1, 2, …).
Kui objektiivi liigutatakse järk-järgult klaaspinnast eemale, tõmbuvad interferentsrõngad keskpunkti poole. Kauguse suurenedes omandab pilt sama kuju, kuna iga rõnga koha hõivab järgmise järjekorra rõngas. Newtoni rõngaid kasutades, nagu Youngi katses, on suhteliselt lihtsate vahenditega võimalik ligikaudselt määrata valguse lainepikkust.
Võrdse paksusega triipe saab jälgida ka Michelsoni interferomeetriga, kui üks peeglitest z1 või z2 (joon. 8.9) on väikese nurga võrra kõrvale kaldunud.
Niisiis, võrdse kaldega triibud mis saadakse püsiva paksusega plaadi valgustamisega () hajutatud valgus, mis sisaldab eri suundadega kiiri. Võrdse paksusega triibud mida täheldatakse muutuva paksusega plaadi valgustamisel(kiil) () paralleelne valgusvihk. Plaadi lähedal paiknevad võrdse paksusega triibud.
Newtoni sõrmused- rõngakujulised interferentsi maksimumid ja miinimumid, mis ilmnevad kergelt kumera läätse ja tasapinnaga paralleelse plaadi kokkupuutepunkti ümber, kui valgus läbib läätse ja plaati
Huygensi-Fresneli põhimõte- laineteooria põhipostulaat, mis kirjeldab ja selgitab lainete, eelkõige valguslainete levimise mehhanismi.
Pilu difraktsioon [redigeeri]
Valguse intensiivsuse jaotus difraktsiooni ajal pilu järgi
Vaatleme näiteks difraktsioonimustrit, mis tekib siis, kui valgus läbib läbipaistmatu ekraani pilu. Valguse intensiivsuse leiame sel juhul nurga funktsioonina. Algse võrrandi kirjutamiseks kasutame Huygensi põhimõtet.
Vaatleme monokromaatilist tasapinnalist lainet lainepikkusega λ, mis langeb laiuse piluga ekraanile a.
olgu (x′,y′,0) lõike sees punkt, mille üle me integreerime. Tahame teada intensiivsust punktis (x,0,z). Vahe on lõpmatu suurusega x-suunas (alates kuni) ja lõpmatu y-suunas ([ , ]).
Kaugus r lüngad on määratletud järgmiselt:
Eeldades Fraunhoferi difraktsiooni juhtumit, saame tingimuse. Teisisõnu, kaugus vaatluspunktini on palju suurem kui pilu iseloomulik suurus (laius). Kasutades binoomlaiendit ja jättes tähelepanuta teise ja kõrgema väiksuse järgu terminid, saame kauguse kirjutada kujul:
On selge, et 1/ r ei võngu võrrandi ees ehk annab eksponentsiaalteguriga võrreldes väikese panuse intensiivsusele. Ja siis võib selle kirjutada ligikaudu kui z.
Kasutades Euleri valemit ja selle tuletist: ja.
kus normaliseerimata siinusfunktsioon on määratletud kui.
Asendades amplituudi viimase avaldise, saame vastuse intensiivsusele laine kujul, sõltuvalt nurgast θ:
19. sajandi alguses, kui T. Jung ja O. Fresnel töötasid välja valguse laineteooria, oli valguslainete olemus teadmata. Esimeses etapis eeldati, et valgus on pikilained, mis levivad mingis hüpoteetilises keskkonnas - õhus . Interferentsi ja difraktsiooni nähtusi uurides oli teisejärguline küsimus, kas valguslained on piki- või põikisuunalised. Sel ajal tundus uskumatu, et valgus on põiklained, kuna analoogselt mehaaniliste lainetega tuleks eeldada, et eeter on tahke aine (ristlained ei saa levida gaasilises ega vedelas keskkonnas).
Kuid järk-järgult kogunesid eksperimentaalsed faktid, mis tunnistavad valguslainete põiksuunalist olemust. 17. sajandi lõpus avastati, et Islandi spardi (CaCO 3) kristall hargneb seda läbivaid kiiri. Seda nähtust nimetatakse kahekordne murdumine (joonis 3.11.1).
1809. aastal avastas prantsuse insener E. Malus temanimelise seaduse. Maluse katsetes lasti valgus järjestikku läbi kahe identse turmaliiniplaadi (roheka värvusega läbipaistev kristalne aine). Plaate sai üksteise suhtes pöörata nurga φ võrra (joonis 3.11.2).
Läbiva valguse intensiivsus osutus otseselt võrdeliseks cos 2 φ-ga:
Seega on asümmeetria levimissuuna (kiire) suhtes määrav tunnus, mis eristab ristlainet pikisuunalisest. Esimese oletuse valguslainete põiksuse kohta avaldas 1816. aastal T. Jung. Fresnel, sõltumatult Youngist, esitas ka ristsuunaliste valguslainete kontseptsiooni, põhjendas seda arvukate katsetega ja lõi kristallides valguse kahekordse murdumise teooria.
19. sajandi 60. aastate keskel, lähtudes valguse kiiruse teadaoleva väärtuse kokkulangemisest elektromagnetlainete levimiskiirusega, jõudis Maxwell järeldusele, et valgus on elektromagnetlained. Selleks ajaks oli valguslainete põiki olemus juba katseliselt tõestatud. Seetõttu arvas Maxwell õigusega, et elektromagnetlainete põiki olemus on veel üks oluline tõend valguse elektromagnetilisusest.
Valguse elektromagnetiline teooria omandas õige harmoonia, kuna kadus vajadus võtta kasutusele spetsiaalne lainete leviku keskkond, eeter, mida tuli pidada tahkeks kehaks.
Elektromagnetlaines on vektorid ja üksteisega risti ning asetsevad laine levimissuunaga risti asetseval tasapinnal (joonis 2.6.3). Kõigis valguse ja aine interaktsiooni protsessides mängib peamist rolli elektrivektor, mistõttu seda nimetatakse valguse vektor . Kui elektromagnetlaine levimise ajal säilitab valgusvektor oma orientatsiooni, nimetatakse sellist lainet lineaarselt polariseeritud või tasapind polariseeritud (termin laine polarisatsioon tutvustas Malus seoses ristsuunaliste mehaaniliste lainetega). Tasapinda, milles valgusvektor võngub, nimetatakse võnketasand (lennuk yz joonisel fig. 2.6.3) ja tasapind, milles magnetvektori võnkumine on polarisatsioonitasand (lennuk xz joonisel fig. 2.6.3).
Kui kaks monokromaatilist lainet, mis on polariseeritud kahes üksteisega risti asetsevas tasapinnas, levivad ühes suunas, siis nende liitmise tulemusena tekib üldiselt a. elliptiliselt polariseeritud laine (joonis 3.11.4).
Elliptiliselt polariseeritud laines mis tahes tasapinnas P, risti laine levimissuunaga, jookseb tekkiva vektori ots ühes valguse vibratsiooniperioodis ümber ellipsi, mida nimetatakse nn. polarisatsiooni ellips . Polarisatsiooniellipsi kuju ja suuruse määravad amplituudid a x Ja jah lineaarselt polariseeritud lained ja nendevaheline faasinihe Δφ. Elliptiliselt polariseeritud laine erijuhtum on laine koos ringpolarisatsioon (a x = jah,Δφ = ± π / 2).
Riis. 3.11.5 annab aimu elliptiliselt polariseeritud laine ruumilisest struktuurist.
Laserallikad kiirgavad lineaarselt polariseeritud valgust. Valgus võib peegeldumisel või hajumisel polariseeruda. Eelkõige on taevast tulev sinine valgus osaliselt või täielikult polariseeritud. Kuid tavapäraste allikate (nt päikesevalgus, hõõglambid jne) kiiratav valgus polariseerimata . Selliste allikate valgus koosneb igal hetkel tohutul hulgal iseseisvalt kiirgavatest aatomitest (vt § 3.2), millel on nende aatomite poolt kiiratavate lainete valgusvektori erinev orientatsioon. Seetõttu muudab vektor tekkivas laines juhuslikult oma orientatsiooni ajas, nii et keskmiselt on kõik võnkesuunad võrdsed. Polariseerimata valgus nimetatud ka loomulik valgus .
Igal ajahetkel saab vektori projitseerida kahele üksteisega risti olevale teljele (joonis 3.11.6).
See tähendab, et mis tahes lainet (polariseeritud ja polariseerimata) saab kujutada kahe laine superpositsioonina, mis on lineaarselt polariseeritud üksteisega risti asetsevates suundades: Kuid polariseeritud laine puhul on mõlemad komponendid E x (t) Ja E y (t) on koherentsed ja polariseerimata - ebajärjekindlad, st esimesel juhul on faaside erinevus E x (t) Ja E y (t) on konstantne ja teises on see aja juhuslik funktsioon.
Valguse kaksikmurdumise nähtus on seletatav sellega, et paljudes kristalsetes ainetes on üksteisega risti asetsevates suundades lineaarselt polariseeritud lainete murdumisnäitajad erinevad. Seetõttu hargneb kristall teda läbivad kiired (joon. 3.11.1). Kristalli väljundis olevad kaks kiirt on lineaarselt polariseeritud vastastikku risti. Kristalle, milles toimub kaksikmurdumine, nimetatakse anisotroopne .
Kasutades vektori lagunemist komponentideks piki telge, saame seletada Maluse seadus (joonis 3.11.2).
Paljude kristallide puhul sõltub valguse neeldumine tugevalt elektrivektori suunast valguslaines. Seda nähtust nimetatakse dikroism . Eelkõige on see omadus Maluse katsetes kasutatud turmaliiniplaatidel. Teatud paksuse korral neelab turmaliiniplaat peaaegu täielikult ühe vastastikku risti polariseeritud laine (näiteks E x) ja jätab teise laine osaliselt vahele ( E y). Elektrivektori võnkesuunda edastatavas laines nimetatakse lubatud suund rekordid. Polariseeritud valguse tekitamiseks saab kasutada turmaliiniplaati ( polarisaator ) ja valguse polarisatsiooni olemuse analüüsimiseks ( analüsaator ). Praegu kasutatakse laialdaselt kunstlikke dikrootilisi filme, mida nimetatakse polaroidid . Polaroidid edastavad peaaegu täielikult lubatud polarisatsiooniga laine ja ei edasta ristisuunas polariseeritud lainet. Seega võib polaroide pidada ideaalseks polariseerivad filtrid .
Vaatleme loomuliku valguse läbimist järjestikku läbi kahe ideaalse polaroidi P 1 ja P 2 (joonis 3.11.7), mille lubatud suundi pööratakse üksteise suhtes teatud nurga φ võrra. Esimene polaroid mängib polarisaatori rolli. See muudab loomuliku valguse lineaarselt polariseeritud valguseks. Teist polaroidi kasutatakse sellele langeva valguse analüüsimiseks.
Kui tähistame lineaarselt polariseeritud laine amplituudi pärast seda, kui valgus läbib esimest polaroidi, siis on teise polaroidi poolt edastatud laine amplituud E = E 0 cos φ. Seetõttu intensiivsus I lineaarselt polariseeritud laine teise polaroidi väljundis on võrdne
Valguse hajumine(valguse lagunemine) on nähtus, mis on põhjustatud aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvusest valguse sagedusest (või lainepikkusest) (sagedusdispersioon) või sama asja valguse faasikiiruse sõltuvusest aine lainepikkusel (või sagedusel). Newton avastas selle eksperimentaalselt umbes 1672. aastal, kuigi teoreetiliselt on see üsna hästi selgitatud palju hiljem.
· Ruumiline dispersioon on keskkonna dielektrilise konstandi tensori sõltuvus lainevektorist. See sõltuvus põhjustab mitmeid nähtusi, mida nimetatakse ruumilise polarisatsiooni efektideks.
Üks ilmsemaid dispersiooni näiteid on valge valguse lagunemine prisma läbimisel (Newtoni eksperiment). Dispersiooninähtuse olemus on erineva lainepikkusega valguskiirte levimiskiiruse erinevus läbipaistvas aines - optilises keskkonnas (vaakumis on valguse kiirus alati sama, sõltumata lainepikkusest ja seega ka värvist) . Tavaliselt, mida kõrgem on valguslaine sagedus, seda suurem on selle keskkonna murdumisnäitaja ja seda väiksem on laine kiirus keskkonnas:
punasel valgusel on keskkonnas maksimaalne levimiskiirus ja murdumisaste on minimaalne,
· violetsel valgusel on keskkonnas minimaalne levimiskiirus ja maksimaalne murdumisaste.
Mõnes aines (näiteks joodiaur) täheldatakse aga anomaalset dispersiooniefekti, mille korral sinised kiired murduvad vähem kui punased, samas kui teised kiired neelduvad aines ja jäävad vaatlusest kõrvale. Täpsemalt öeldes on anomaalne dispersioon laialt levinud, näiteks täheldatakse seda peaaegu kõigis gaasides neeldumisjoonte lähedal asuvatel sagedustel, kuid joodiaurudes on see üsna mugav vaatlemiseks optilises vahemikus, kus nad neelavad valgust väga tugevalt.
Valguse dispersioon võimaldas esimest korda üsna veenvalt demonstreerida valge valguse komposiitsust.
· Valge valgus laguneb spektriks difraktsioonvõre läbimise või sellelt peegelduse tulemusena (see ei ole seotud hajumise nähtusega, vaid on seletatav difraktsiooni olemusega). Difraktsiooni- ja prismaatiline spekter on mõnevõrra erinevad: prismaatiline spekter on punases osas kokku surutud ja violetses venitatud ning on paigutatud lainepikkuse kahanevasse järjestusse: punasest violetseks; normaalne (difraktsiooni) spekter on kõigis piirkondades ühtlane ja on paigutatud lainepikkuste suurenemise järjekorras: violetsest punaseni.
Analoogiliselt valguse hajumisega nimetatakse sarnaseid nähtusi mis tahes muu iseloomuga lainete levimise sõltuvusest lainepikkusest (või sagedusest) ka hajutamiseks. Sel põhjusel ei kehti näiteks termin dispersiooniseadus, mida kasutatakse sagedust ja lainearvu ühendava kvantitatiivse seose nimetusena, mitte ainult elektromagnetlaine, vaid iga laineprotsessi kohta.
Dispersioon seletab asjaolu, et pärast vihma ilmub vikerkaar (täpsemalt seda, et vikerkaar on mitmevärviline, mitte valge).
Dispersioon on kromaatiliste aberratsioonide põhjus - üks optiliste süsteemide, sealhulgas foto- ja videoobjektiivide aberratsioone.
> Newtoni sõrmused
Lugege paigaldamise ja kasutamise kohta Newtoni sõrmused: läätsede omadused, mis on Newtoni rõngad, kõverusraadius, lainepikkus ja vaatlus, valem ja diagramm.
See on kontsentriliste ringide jada, mille keskpunkt on sfäärilise ja tasase pinna kokkupuutepunkt.
Õppeeesmärk
- Kasutage läätsede valgusomaduste määramiseks Newtoni rõngaid.
Põhipunktid
- Monokromaatilise valgusega vaadates näivad Newtoni rõngad vaheldumisi heledad ja tumedad. Valges valguses on vikerkaarevärvid.
- Kui kahe peegeldunud valguskiire kauguse erinevused on lainepikkuse paaritud kordsed jagatuna kahega (λ/2), siis on peegeldunud lained 180 kraadi faasist väljas ja tekitavad tumeda triibu.
- Kui lainepikkuste erinevus on ühtlane, siis lained koonduvad faasis ja loovad ereda riba.
Tingimused
- Monokromaatiline – ühe lainepikkusega valguskiir.
- Objektiiv on klaasist objekt, mis suudab valgust teravustada ja defokuseerida.
- Lainepikkus on ühe lainetsükli pikkus, mis arvutatakse tippude või sügavuste vahelise kauguse põhjal.
Newtoni sõrmused
Isaac Newton analüüsis 1717. aastal esimesena valguse peegelduse interferentsmustrit sfäärilise ja tasase pinna vahel. Väärib märkimist, et efekti ennast märkas esmakordselt Robert Hooke juba 1664. aastal. Kuid seda nimetatakse endiselt "Newtoni rõngasteks", kuna ta selgitas nähtust.
Newtoni rõngad on kontsentriliste ringide jada, mille keskpunkt on sfäärilise ja tasase pinna kokkupuutepunkt. Kui vaatame seda monokromaatilise valgusega, märkame heledate ja tumedate rõngaste vaheldumist. Kui kasutate valget valgust, muutub Newtoni rõngaste paigaldus vikerkaarevärviliseks.
Rõngad on kaks läätse, mille lamedad pinnad puutuvad kokku. Üks pind on kergelt kumer ja moodustab rõngaid. Valge valgusega vaadates paistavad rõngad vikerkaarevärvilised.
Heledad rõngad tekivad mõlemalt pinnalt peegelduva valguskiire konstruktiivse interferentsi tõttu, tumedad aga destruktiivsete häirete tõttu. Välised asuvad üksteisele lähemal. N-nda ereda rõnga raadius arvutatakse järgmise valemiga:
(N on eredate rõngaste arv, R on läätse kõverusraadius, λ on valguse lainepikkus).
Lameda klaaspinna kohale asetatakse sfääriline lääts. Valguskiir läbib kumerat läätse, kuni jõuab klaas-õhu liideseni, kus see muutub kõrgemalt murdumisalast madalamaks. Osa valgusest kandub õhku, osa aga peegeldub. Esimesel juhul faasimuutust ei toimu, teisel aga poole tsükli võrra nihe. Kaks peegeldunud kiirt liiguvad samas suunas. Allpool on ülevaade Newtoni rõngaste tegevusest.
See näitab, kuidas tekivad interferentsi ääred
Kui kahe peegeldunud valguskiire kauguse erinevused on lainepikkuse paaritud kordsed jagatuna kahega (λ/2), siis on peegeldunud lained 180 kraadi faasist väljas ja tekitavad tumeda triibu. Kui lainepikkuste erinevus on ühtlane, koonduvad lained faasis ja moodustavad ereda riba.
Erilist ajaloolist huvi pakub juhtum, kui õhukeses õhukihis, mida tuntakse Newtoni rõngastena, on häiritud. Seda mustrit täheldatakse, kui kerge kumerusega läätse kumer pind puutub mingil hetkel kokku hästi poleeritud plaadi tasase pinnaga, nii et nende vahele jääv õhupilu pakseneb järk-järgult kokkupuutepunktist servadeni. Kui süsteemile langeb monokromaatilise valguse kiir (ligikaudu normaalselt plaadi pinnale), siis õhupilu ülemiselt ja alumiselt piirilt peegelduvad valguslained segavad üksteist. Sel juhul saadakse järgmine pilt: kokkupuutepunktis on must laik, mida ümbritsevad mitmed kontsentrilised valguse ja mustad rõngad, mille laius väheneb.
Newtoni rõngaste mõõtmete ja asendi arvutamine pole keeruline, eeldades, et valgus langeb normaalselt plaadi pinnale, nii et vahekihi paksusest δ tulenev teevahe on võrdne 2δ. n, Kus P- vahekihi aine murdumisnäitaja. Õhu korral P võib lugeda võrdseks ühega. Paksus δ m, vastav m- mu ring, on seotud selle rõnga raadiusega r m ja läätse kõverusraadius R suhe
δ m = r m2/2R
Võttes arvesse peegeldustingimuste erinevusi vahekihi ülemiselt ja alumiselt pinnalt (poollaine kadu), leiame tingimuse tekkeks. T- tume sõrmus
Δ m= 2 δ m + ½ λ =(2m+ 1) ½ λ
δ m = ½ λm
Kus T- täisarv. Eriti, m= 0 ja r m= 0 vastab pimedusele (keskmise tumeda koha seletus). Rohkem m, seda väiksem on vahe naaberrõngaste raadiuste vahel, ( r m +1 Ja r m), st mida lähemal on rõngad üksteisele. Olles mõõtnud r m ja teadmine T Ja R, on kirjeldatud katsest võimalik leida lainepikkus λ . Need määratlused on üsna täpsed ja hõlpsasti rakendatavad.
Häiremuster on selge väikese δ (õhuke kiht) juures. See aga ei takista märgatava raadiusega rõngaste tootmist, sest, ja R- läätse kõverusraadius - võib võtta märkimisväärseks (tavaliselt 100-200 cm).
Kui langev valgus on mittemonokromaatiline, siis erinevad λ vastavad erinevale r m, ehk siis mustade ja heledate rõngaste asemel saame värviliste rõngaste süsteemi. Eeldades, et valemis (5.1) T= 1, leiame esimest järku rõngastega hõivatud ala, T= 2 - teist järku rõngad jne. On lihtne näha, et violetne (λ = 400 nm) teist järku maksimum langeb kokku tumepunase (λ = 800 nm) esimest järku maksimumiga; teist järku punase maksimumi peal on neljandat järku violetne maksimum ja kolmandat järku roheline (λ = 530 nm) maksimum jne. Kuna lisaks on igal rõngal märgatav laius ja sujuv üleminek selles maksimumist miinimumile, siis on isegi esimeses järjekorras mõned värvid teistega oluliselt kattuvad; seda esineb veelgi suuremal määral kõrgemate tellimuste puhul. Selle ülekatte tulemusel ilmub omapärane varjundite vaheldumine, mis ei meenuta üldse “vikerkaarevärvide” järjestust.
Töö lõpp -
See teema kuulub jaotisesse:
Võnkumised ja lained
Veebilehel loe: võnkumised ja lained. tutvustus..
Kui vajate sellel teemal lisamaterjali või te ei leidnud seda, mida otsisite, soovitame kasutada otsingut meie tööde andmebaasis:
Mida teeme saadud materjaliga:
Kui see materjal oli teile kasulik, saate selle oma sotsiaalvõrgustike lehele salvestada:
| Säuts |
Kõik selle jaotise teemad:
Lainete teke ja levimine elastses keskkonnas
Alustame elastse kandja määratlusega. Nagu nimest järeldada võib, on elastne keskkond keskkond, milles toimivad elastsed jõud. Seoses meie eesmärkidega lisame selle iga häire korral
Sirget, mida mööda lainefront levib, nimetatakse kiireks
Pole raske mõista, et isotroopses keskkonnas on kiir lainepinnaga alati normaalne (risti). Isotroopses keskkonnas on kõik kiired sirged. Iga sirge
Tasapinda, mis läbib kiirt, mida mööda laine levib ja läbib selles olevate osakeste vibratsiooni suunda, nimetatakse polarisatsioonitasandiks
See tasand võib piki kiirt liikudes jääda samaks, sel juhul nimetatakse lainet lineaarselt polariseerituks või võib see protsessi käigus kuidagi oma orientatsiooni muuta.
Laine võrrand
Laineprotsessi kirjeldamisel on vaja leida võnkeliikumise amplituudid ja faasid keskkonna erinevates punktides ning nende suuruste muutumine ajas. Selle probleemi saab lahendada, kui
Energiavoog laineprotsessides
Laine levimise protsessiga keskkonnas suvalises suunas kaasneb vibratsioonienergia ülekandmine selles suunas. Oletame, et S on osa frost
Doppleri efekt
Uurime küsimust, milline on seos allika poolt kiiratava vibratsiooni ja vibratsiooni registreeriva seadme poolt tajutava vibratsiooni vahel, kui allikas ja seade
Seisulained
Kahe laine interferentsi tulemuse erinäiteks on nn seisulained, mis tekivad kahe sama amplituudiga vastandleviva laine superpositsiooni tulemusena.
Laine võrrand
Elektrikursusest teame juba, et vahelduv magnetväli tekitab keerise elektrivälja. Selle välja jooned on suletud, see eksisteerib elektrilisest sõltumatult
Elektromagnetlainete omadused
Eelmises lõigus nägime, et elektromagnetlaines on vektorid E ja H üksteisega risti. Aga lisaks on need ka näiteks risti
Elektromagnetvälja energia ja impulss
Tõenäoliselt olete juba aru saanud, et lainete põhiomadused ei sõltu nende olemusest. See kehtib ka sellise olulise omaduse kohta nagu energiaülekanne. Nagu mehaanilised lained, elektromagnetilised
Valguse elektromagnetiline olemus
Varaseimast ajastust isegi enne iidseid kreeklasi, mil Apollon, nagu legend ütleb, sõitis tulise vankriga üle taeva, kuni tänapäevani, mil Tver uppus.
Looduslik valgus
Eelmises peatükis nimetasime vormi lihtsaimaks siinuslaineks: (2.1) kus loomulikult ω = 2πν. Pange tähele, et sellist lainet nimetatakse ka
Lainepakett
Meie poolt varem kasutusele võetud faasikiiruse kontseptsioon on rakendatav ainult rangelt monokromaatiliste lainete puhul, mis ei ole reaalselt teostatavad, kuna need peaksid eksisteerima ajaliselt piiramatult.
Valguse peegelduse ja murdumise seadused
Esimesed optiliste nähtuste seadused loodi sirgjooneliste valguskiirte ideede põhjal. Need olid seotud valguse levimise suuna muutumisega peegeldusel
Geomeetriline optika
Paljude optiliste instrumentide disain põhineb ideel, et valguskiired levivad homogeenses aines sirgjooneliselt ja kogevad peegeldust.
Suurendama
Valime helendavaks objektiks teljega risti oleva joone A1B1 ja konstrueerime selle kujutise A2B2 (joonis 6.1). Seoses
Tsentreeritud optiline süsteem
Ühe sfäärilise pinna murdumise juhtum on suhteliselt haruldane. Enamik tõelisi murdumissüsteeme sisaldab vähemalt kahte murdumispinda (läätse) või rohkem
Refraktsioon läätses. Üldine objektiivi valem
Suure tähtsusega on tsentreeritud süsteemi kõige lihtsam juhtum, mis koosneb ainult kahest sfäärilisest pinnast, mis piiravad mõnda läbipaistvat, hästi murduvat.
Silm kui optiline süsteem
Inimsilm on keeruline optiline süsteem, mis oma tegevuses sarnaneb kaamera optilise süsteemiga. Silma skemaatiline struktuur on näidatud joonisel fig. 1. Silmal on
Fotomeetrilised mõisted ja ühikud
Valguse mõju silmale või mis tahes muule vastuvõtuseadmele seisneb peamiselt valguslaine poolt kantud energia ülekandmises sellele salvestusseadmele. Seetõttu enne kaalumist
Sidususe mõiste
Varem mainitud valguskiirte sõltumatuse seadus tähendab, et valguskiired, kui nad kohtuvad, ei mõjuta üksteist. Selle seisukoha sõnastas selgelt Huygens, kes kirjutas oma
Lainehäired
Eelmise lõigu definitsiooni kohaselt räägime lainete interferentsist, kui nende ühisel tegevusel intensiivsuste liitmist ei toimu. Seisukord int
Koherentsete lainete rakendamine optikas
Kogemused näitavad, et kui kaks sõltumatut valgusallikat, näiteks kaks küünalt või isegi sama helendav keha kaks erinevat piirkonda saadavad valguslaineid samasse ruumipiirkonda,
Õhukesed plaadivärvid
Nagu varem selgus, täheldatakse punktvalgusallikate puhul teravaid häiremustreid. Sel juhul ekraani mis tahes asendi jaoks, mis ristub maksimaalsete ja maksimaalsete pindade süsteemiga
Häired tasapinnalistes paralleelsetes plaatides. Võrdse kaldega ribad
Seosest Δ = 2hn cos r järeldub, et tasapinnalise paralleelse homogeense plaadi korral (h ja n on kõikjal ühesugused) võib tee erinevus
Michelsoni interferomeeter
Vaatleme kõigepealt üksikasjalikumalt ühte diagrammi, millel on väga selgelt näha kõik häireskeemi olulisemad detailid. See skeem, mida tuntakse Biye objektiivina, on
Mittemonokromaatiliste valguskiirte interferents
Nagu juba mainitud, põhjustab mittemonokromaatilise valguse interferents keeruka pildi, mis koosneb maksimumide ja miinimumide komplektist, mis vastavad erinevatele λ,. Kui λ-l on kõik võimalik
Huygensi-Fresneli põhimõte
Valguse interferentsi nähtused kogu nende mitmekesisuses on kõige veenvamad tõendid valgusprotsesside lainelise olemuse kohta. Ilma lainekujutluste lõplik võit oli aga võimatu
Tsooni plaat
Katse tsooniplaadiga võib olla hea näide, mis kinnitab ülaltoodud Fresneli arutlusmeetodit. Nagu ülaltoodust järeldub, m-nda Fresneli tsooni raadius ra
Saadud amplituudi graafiline arvutamine
Valguslaine mõju punktis B (vt joonis 1.4) ja paljude muude sarnaste küsimuste käsitlemine on graafiliselt äärmiselt mugav.
Fresneli difraktsioon ringikujulise auguga
Fresneli meetodi kasutamine võimaldab ennustada ja selgitada valguslainete levimise tunnuseid, mida täheldatakse siis, kui osa liikuva laine esiosast lakkab täielikult toimimast.
Fraunferi difraktsioon pilust
Seni oleme käsitlenud sfääriliste või lamedate objektide difraktsiooni, uurides difraktsioonimustrit vaatluspunktis, mis asub takistusest piiratud kaugusel. JA
Kahe piluga difraktsioon
Vaatleme uuesti pilu difraktsiooni nähtust vastavalt joonisel fig. 5.2. Difraktsiooni maksimumide ja miinimumide asukoht ei sõltu pilu asukohast, sest maksimumide asukoht määrab
Difraktsioonivõre
Difraktsiooni uurimine kahe pilu juures näitab, et sel juhul muutuvad difraktsioonimaksimumid kitsamaks kui ühe pilu puhul. Pilude arvu suurenemine muudab selle nähtuse
Lainepinnad üheteljelises kristallis
Üheteljeliste kristallide topeltmurdumise seletuse andis esmakordselt Huygens oma Valguse traktaadis (1690) Huygens pakkus välja, et tavaline kiir vastab
Polariseerivad seadmed
Tasapinnalise polariseeritud valguse saamiseks loomulikust valgusest võite kasutada kas Brewsteri nurga all peegelduva polarisatsiooni või kaksikmurdmist.
Polariseeritud kiirte interferents. Elliptiline ja ringpolarisatsioon
Loodusliku valguse kahekordsest murdumisest tekkivad tavalised ja erakordsed kiired ei ole koherentsed. Kui looduslik kiir laguneb kaheks kiireks, siis väljad
Kristallplaat nikolide vahel
Seni on käsitletud polariseeritud kiirte interferentsi, mille võnkumised toimuvad vastastikku risti olevates suundades. Vaatleme nüüd kahe polaarsuse interferentsi
Kunstlik kaksikmurdumine
19. sajandi alguses avastati kahekordne murdumine läbipaistvates isotroopsetes kehades mehaanilise deformatsiooni mõjul. Optiline anisotroopia, ilmumine
Kahekordne murdumine elektriväljas
Teine kunstliku anisotroopia näide on anisotroopia, mis tekib kehades elektrivälja mõjul. Seda tüüpi anisotroopia avastas 1875. aastal Kerr
Polarisatsioonitasandi pöörlemine
Optilise telje suunas levib valgus kristallis samamoodi nagu homogeenses keskkonnas, tekitamata kaksikmurdumist. Siiski märgati, et in
Polarisatsioonitasandi magnetiline pöörlemine
Ained, millel puudub loomulik võime polarisatsioonitasandit pöörata, omandavad selle võime välise magnetvälja mõjul. Magnetiline nähtus
Valguse hajumine. Vaatlusmeetodid ja tulemused
Dispersiooni tuvastamiseks saab kasutada mis tahes meetodit, mida kasutatakse murdumisnäitaja määramiseks – murdumine prismades, täielik sisepeegeldus, interferentsseadmed.
Dispersiooniteooria alused
Viljakas katse eksperimentaalselt saadud rikkalikku materjali tõlgendada tehti valguse “elastses” teoorias. Kuigi seda teooriat ei saanud seostada
Valguse neeldumine (absorptsioon).
Valguse läbimine ainest põhjustab keskkonna elektronide võnkumisi laine elektromagnetvälja mõjul ja sellega kaasneb viimase ergastamiseks kulutatud energia kadu.
Spektrijoone laius ja kiirguse sumbumine
On juba korduvalt välja toodud, et ideaalne monokromaatiline kiirgus on väljamõeldis ja tegelikel juhtudel vastab kiirgus alati teatud pikkusvahemikele.
Valguse läbimine läbi optiliselt ebahomogeense keskkonna
Nagu varem mainitud, hajutavad elektronide sundvõnkumisest põhjustatud sekundaarlained osa valguslaine poolt toodud energiast külgedele. Teisisõnu, valguse levimine sisse
Sagedus ja polarisatsioon on lasereelse optika valguse peamised omadused
Valguslainet, mis on elektromagnetlaine, iseloomustavad sagedus, amplituud ja polarisatsioon. Piki telge levivat harmoonilist (või monokromaatilist) lainet kirjeldatakse avaldisega
Valguse intensiivsuse roll
Valdav enamiku optiliste efektide puhul, mida uuriti enne laserite loomist, ei mõjutanud valguslaine A amplituud ikkagi nähtuse olemust. Enamasti kvantitatiivne ja veelgi enam
Lineaarne aatomostsillaator
Valguse koostoime keskkonnaga. Põhjused, miks lineaaroptikas nähtuse olemus kiirguse intensiivsusest ei sõltu, saab välja selgitada selle teoreetiliste aluste juurde. On teada, et
Mittelineaarne aatomostsillaator. Mittelineaarsed tundlikkused
Elektroni liikumine tuuma väljas on liikumine lõpliku sügavusega potentsiaalses süvendis (joonis 1a). Selge, ehkki konarlik analoog elektroni liikumisest tuumaväljas ja vastav
Mittelineaarsete optiliste efektide põhjused
Aatomi- või molekulaarostsillaatori mittelineaarne reaktsioon tugevale valgusväljale on mittelineaarsete optiliste efektide kõige universaalsem põhjus. Põhjuseid on teisigi: näiteks muutus p
Footonid ei suhtle üksteisega otseselt
Füüsikas kasutatakse (ja kinnitatakse) mõistet "otsene interaktsioon", mis viib osakeste üksteise peale hajumiseni, mõne osakese neeldumiseni teiste poolt ja vastastikuste transformatsioonideni.
Ühe- ja mitmefotoni üleminekud
Optilised üleminekud jagunevad ühe- ja mitmefotonilisteks. Osaleb ühefootonilises üleminekus, st üks footon kiirgab või neeldub. Mitmefotoni üleminek hõlmab umbes
Virtuaalne tase
Joonisel 1a on kujutatud kaks ühe footoni üleminekut: esiteks neeldub üks energiaga footon ja mikroobjekt liigub tasemelt 1 tasemele 2, seejärel neeldub teine footon ja mikroobjekt mitte.
Kuidas täidab mikroobjekt "valguse" "valguseks" muutmise protsessis "vahendaja" rolli?
Vaatleme erinevaid protsesse, kuidas mõned footonid "muunduvad" teisteks footoniteks. Alustame joonisel 2 toodud protsessiga. Mikroobjekt neelab footoni energiaga ja liigub 1. tasemelt
Teist harmoonilist põlvkonda kirjeldav protsess
Mittelineaarse optika puhul pakuvad erilist huvi mitmefotoni protsessid, milles mikroobjekti alg- ja lõppseisund on samad. Eespool vaatlesime kahe footoni protsessi. Järgmisena kaaluge
Valgusest valguseks muundamise ebajärjekindlad ja koherentsed protsessid
Eelmises küsimuses vaadeldi footonite elementaarsete interaktsiooniaktide näitel mikroobjektiga erinevaid valguse valguseks muutmise protsesse.Mõnes protsessis neeldumisega üleminekuid.
Soojuskiirgus. Kirchhoffi seadus
Soojuskiirgus on elektromagnetkiirgus, mida ergastab aatomite ja molekulide soojusliikumise energia. Kui kiirgav keha ei saa väljast soojust, siis see jahutatakse
Musta keha kiirguse seadused
Musta keha kiirguse spektraalne tihedus on lainepikkuse ja temperatuuri universaalne funktsioon. See tähendab, et spektraalne koostis ja kiirgusenergia on absoluutselt
Fotoefekt
Fotoelektrilise efekti avastas 1887. aastal saksa füüsik G. Hertz ja eksperimentaalselt uuris seda A. G. Stoletov aastatel 1888–1890. Kõige täielikum fotoelektrilise efekti nähtuse uurimine toimus aastal
Erirelatiivsusteooria
Klassikalises füüsikas eeldati enne relatiivsusteooria tulekut (1905), et mis tahes füüsikaline protsess, mida kasutatakse (“viitena”) aja mõõtmiseks, paljastab
Lorentzi teisendused
Oletame, et üks füüsikaseadustest, mis saadakse võrdlusraami S suhtes, on kujul f (x, y, z, t...)=0 ja si suhtes
Relatiivsusteooria teisenduste tagajärjed
Vaatleme Lorentzi teisenduste olulisimaid tagajärgi. a) Kehade pikkus erinevates süsteemides. Lorentzi teisendused näitavad, et sama
Relatiivsusteooria mehaanika
Eespool toodud põhjendused näitavad, et optilised (ja elektromagnetilised) nähtused kinnitavad Lorentzi teisendustest tuleneva relatiivsusteooria kinemaatikat. Estes
Comptoni efekt
Joonis 1 Valguse korpuskulaarsed omadused avalduvad eriti selgelt nähtuses nn
Bohri postulaadid. Franki ja Hertzi kogemus
Eelmises lõigus leiti, et aatomi tuumamudel kombinatsioonis klassikalise mehaanika ja elektrodünaamikaga ei suutnud selgitada ei aatomi stabiilsust ega aatomi sp olemust.
Osakeste lainelised omadused. Ebakindluse suhe
1923. aastal leidis aset tähelepanuväärne sündmus, mis kiirendas oluliselt kvantfüüsika arengut. Prantsuse füüsik Louis de Broglie esitas universaalsuse hüpoteesi
Katse ajaloo kirjeldus ja seadmete ettevalmistamine valguse lainepikkuse määramiseks Newtoni rõngaste abil. Selle eesmärgi saavutamiseks on mul vaja hankida Newtoni rõngad, mis on kontsentrilised vahelduvad tumedad ja heledad ringid, mida saab jälgida, kui risti langev valgus peegeldub õhukese õhupilu piiridelt, mis on ümbritsetud õhukese kumera pinnaga. tasapinnaline kumer lääts ja lame klaasplaat. Töö eesmärk: Määrake lainepikkus, kasutades...
Jagage oma tööd sotsiaalvõrgustikes
Kui see töö teile ei sobi, on lehe allosas nimekiri sarnastest töödest. Võite kasutada ka otsingunuppu
|
Sissejuhatus……………………………………………………………………………………… |
|
|
1. Newtoni rõngaste abil valguse lainepikkuse määramise seadmete kirjeldus, katse ajalugu ja ettevalmistamine………… |
|
|
1.1. Eksperimentaalse seadistuse kirjeldus……………………………………. |
|
|
2. Newtoni rõngaste saamise meetodi teooria………………………………….. |
|
|
2.1. Arvutusvalemi tuletamine……………………………………………………………… |
|
|
3. Eksperimentaalne osa……………………………………………………. |
|
|
3.1. Vajalike mõõtmiste läbiviimine……………………………………….. |
|
|
3.2. Koguste arvutamine ja vea määramine……………………………. |
|
|
4. Lõpptulemuse salvestamine, võttes arvesse kõiki vigu…………. |
|
|
Järeldus …………………………………………………………………. |
|
|
Kasutatud allikate loetelu………………………………………………………… |
|
Sissejuhatus
Käesolevas kursusetöös soovisin näidata optiliste efektide olulisust, mida saame teatud instrumentidega jälgida vaadeldava kiirguse kvantitatiivsete karakteristikute leidmisel. Sel juhul mis tahes kiirguse lainepikkus.
Selle eesmärgi saavutamiseks on mul vaja hankida "Newtoni rõngad", mis on kontsentrilised vahelduvad tumedad ja heledad ringid, mida saab jälgida risti langeva valguse peegeldumisel kumera pinna vahele jääva õhukese õhupilu piiridelt. tasapinnaline kumer lääts ja lame klaasplaat.
Töö eesmärk: Määrata Newtoni rõngaste saamise seadistust kasutades lainepikkus.
Ülesanded:
- Pange Newtoni rõngaste saamiseks kokku taim
- Jälgige paigalduse abil saadud Newtoni rõngaid
- Tuletage töövalem lainepikkuse arvutamiseks
- Arvutage vajalik väärtus
1. Katse kirjeldus, ajalugu ja Newtoni rõngaste abil valguse lainepikkuse määramise seadmete ettevalmistamine
Fotol on raam, millesse on kinnitatud kaks klaasplaati (joonis 1). Üks neist on kergelt kumer, nii et plaadid puudutavad mingil hetkel teineteist. Ja siinkohal täheldatakse midagi kummalist: selle ümber ilmuvad rõngad. Keskel pole need peaaegu värvilised, veidi kaugemal säravad kõik vikerkaarevärvid ja serva poole kaotavad nad värviküllastuse, tuhmuvad ja kaovad.
Nii näeb 17. sajandil välja eksperiment, mis pani aluse kaasaegsele optikale. Vaatamata nimele polnud ta esimene, kes selle läbi viis. Isaac Newton . Aastal 1663 veel üks inglane, Robert Boyle , avastas esimesena Newtoni rõngad ning kaks aastat hiljem korrati katset ja avastust iseseisvalt Robert Hooke . Newton uuris seda nähtust üksikasjalikult, avastas mustreid rõngaste paigutuses ja värvides ning selgitas neid ka selle põhjal,valguse korpuskulaarne teooria.
Riis. 1
Mis on selles lihtsas katses nii hämmastavat? Juhtub igas punktis valguse peegeldus plaatide pindadelt (sellist pinda on kokku neli). Näeme, et mõnikord toob see kaasa heleduse suurenemise, kuid mõnes kohas valgus + valgus = pimedus! Pärast enam kui sada aastat Thomas Young "valgustas" selle nähtuse põhjust, nimetades seda häireid (joonis 2).
Riis. 2
Teatavasti on valgusel laineline olemus. Ja sellist lainete superpositsiooni, kus mõnes punktis toimub nende vastastikune tugevnemine, teistes aga vastastikune nõrgenemine, nimetatakse interferentsiks.
Häirete esinemiseks peavad lained olema sama sagedusega ja sama suunaga. Selliseid laineid nimetatakse koherentseteks (konsistentseteks). Koherentsed lained erinevad ainult oma algfaasis. Ja nende faaside erinevus on igal ajal konstantne.
Kahe või enama koherentse laine peale asetamisel toimub nende lainete amplituudi vastastikune suurenemine või vähenemine. Kui koherentsete lainete maksimumid ja miinimumid ruumis langevad kokku, võimenduvad lained vastastikku. Kui neid nihutada nii, et ühe maksimum vastab teise miinimumile, siis nad nõrgendavad üksteist.
Valguse interferents tekib siis, kui kaks või enam valguslainet asetsevad üksteise peale. Lainete kattumise piirkonnas täheldatakse vaheldumisi heledaid ja tumedaid triipe.
Kui valguskiir läbib õhukese kile, peegeldub valguskiir kaks korda: kile välispinnalt ja sisemiselt. Mõlemal peegeldunud kiirel on konstantne faaside erinevus, see tähendab, et nad on koherentsed. Järelikult tekib interferentsi nähtus.
Meie puhul hakkab filmi rolli mängima läätse ja plaadi vaheline õhupilu (joonis 3). 
Riis. 3
Kui asetate tasapinnalise kumera läätse kumera küljega allapoole klaasplaadile ja valgustate seda ülalt monokromaatilise (konstantse sageduse ja amplituudiga siinuslainekujuga) valgusega, siis läätse ja läätse kokkupuutepunktis. plaadil näete tumedat kohta, mida ümbritsevad tumedad ja heledad kontsentrilised rõngad.
Neid rõngaid nimetatakse Newtoni rõngasteks. Need tekkisid kahe laine interferentsi tulemusena. Esimene laine tekkis läätse sisepinnalt peegelduse tulemusena piiripunktis A klaas-õhk.
Teine laine läbis läätse all oleva õhupilu ja alles siis peegeldus piiripunktis Bõhk-klaas
Kui objektiivi valgustab valge valgus, on Newtoni rõngad värvilised. Veelgi enam, rõngaste värvid vahelduvad nagu vikerkaarel: punane rõngas, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne. Newtoni rõngaid kasutatakse erinevate tehniliste probleemide lahendamiseks.
Sellise rakenduse üheks näiteks on optilise pinna poleerimiskvaliteedi määramine. Selleks asetatakse uuritav lääts klaasplaadile. Ülevalt valgustatud monokromaatilise valgusega. Kui pinnad on täiesti siledad, vaadeldakse Newtoni rõngaid peegeldunud valguses.
- Eksperimentaalse seadistuse kirjeldus
Tasakumerale läätsele ja lameklaasplaadile langeva valguse lainepikkuse arvutamiseks vajaliku optilise efekti jälgimiseks vajame järgmisi seadmeid:
- Monokromaatilise valguse kiirgaja (näiteks punane).
- lame peegel; statiiv selle kinnitamiseks ja pöörlemise reguleerimiseks.
- Plano-kumer lääts, mis on oma kumeralt küljelt ühendatud lameda klaasplaadiga. Nende vahel õhuvahe regulaator.
- Pilti suurendav okulaar, millele on trükitud reguleeritav skaala.
- Objektiiv.
- Valgusfilter.
2. Newtoni rõngaste saamise meetodi teooria
2.1.Arvutusvalemi tuletamine
Plaadiga lääts on valgustatud valgusega, mis langeb tavaliselt plaadi pinnale. Läätse ja plaadi vaheline õhupilu on õhuke "kiilukujuline" kile. Kiire 2 ja 3, mis tekivad peegeldumisel selle filmi ülemisest ja alumisest piirist, lähevad peaaegu langeva kiire 1 suunas, kuna õhukile "kiilu" nurk on väga väike. Plaati ülalt vaadates häirivad silmaläätse tabavad kiired 2 ja 3. Kui teatud paksusele d õhuvahe korral on täidetud tingimus, näiteks maksimaalne intensiivsus, siis on see tingimus täidetud ka antud paksusega kogu pilu ümbermõõdu ulatuses. Järelikult on nähtav raadiusega hele ring r , mis vastab kihi paksusele d (joonis 4). SeegaNewtoni rõngad on vaheldumisi ringikujulised heledad ja tumedad interferentsäärid.Kauguses on segavate kiirte teevahe võrdne õhupilu 2 kahekordse paksusega d.
Õhukihi paksuse () saab arvutada Pythagorase teoreemi abil (vt joonis 7): ; ; või. Alates, siis suurus d 2 võib tähelepanuta jätta. Arvestame sellegaoptiliselt tihedamast keskkonnast peegeldumisel muutub võnkefaas järsult vastupidiseks (π võrra), mis on samaväärne optilise tee muutusega ("poollaine kadu"). Siis on peegeldunud kiirte tee optiline erinevus nende normaalsel esinemissagedusel võrdne:.
Asendades tingimuse intensiivsusmaksimumidega, saame selle, mida saab ümber kirjutada kujul (sama avaldise saab õhukese kile intensiivsuse maksimumide tingimuse üldvalemist, mis saadi ülal, võttes arvesse, et =0, n=1). Asendame avaldise rõnga raadiuse valemis ja saame selle:valgusrõngaste raadiused peegeldunud valguses, Toimides sarnaselt, kuid kasutades intensiivsuse miinimumide tingimust, leiame:tumedate rõngaste raadiused peegeldunud valguses, Võrrandis on väärtus võrdne vastavalt heleda või tumeda rõnga arvuga. Rõngaste arv loetakse häiremustri keskpunktist. Peegeldunud valguses on pildi keskel ümmargune tume laik.Kui vaatlusi teha läbiva valguse käes, siis tumedad ja heledad triibud (ringi kujul) vahetavad oma kohta võrreldes peegeldunud valguses vaatlemisega.
Tumedate rõngaste raadiuse valemist väljendame lainepikkust ja saame: kus on soovitud valguse lainepikkus, r m Newtoni tumeda rõnga raadius, m - rõnga number, R läätse kõverusraadius.Mõõtmiste täpsuse suurendamiseks paneme nummerdatud rõnga raadiuse ruutuks m ja arv k . Lahutage rõnga raadius numbrist k numbriga rõnga raadiusest m ja väljendades saadud lainepikkustarvutusvalem .
3. Eksperimentaalne osa
3.1.Vajalike mõõtmiste läbiviimine
1) Leidke Newtoni rõngaste vaatlemiseks okulaari kõige optimaalsem asend.
2) Kui asend, kus interferentsmuster on selgelt nähtav, on fikseeritud, seadistame fikseeritud okulaari skaala keskkoha suhtes nii, et oleks mugav arvutada vajalike rõngaste raadiusi.
3) Mikromeetri kruvi abil määrame esimese ja teise tumeda rõnga raadiused (vaadatava pildi keskelt tumeda rõnga välisküljeni).
4) Salvestame kõik saadud väärtused. Korrake eelmisi samme 5 korda (tulemuse täpsuse suurendamiseks).
5) Kui kõik on tehtud, viime läbi järgmised matemaatilised tehted.
3.2.Suuruste arvutamine ja vea määramine
1) Valemist leiame lainepikkuse väärtused ("lambda").
2) Arvutame esimese ja teise tumeda rõnga raadiuse (), saame väärtused, mille kirjutame meetrites. Korrame neid mõõtmisi, tehes kohandusi, 5 korda. Saadud tulemustest leiame algväärtuste keskmise väärtuse.
3) Leia absoluutne viga
kasutades järgmist valemit:
See valem kasutab õpilase koefitsienti. Selle väärtused erinevate usalduse tõenäosuste ja väärtustega n on toodud spetsiaalses tabelis 1.
Tabel 1
|
Vabadusastmete arv f = n-1 |
Usalduse tõenäosus |
|||
|
0,90 |
0,95 |
0,99 |
0,999 |
|
|
6,314 |
12,706 |
63,657 |
636,619 |
|
|
2,920 |
4,303 |
9,925 |
31,598 |
|
|
2,353 |
3,182 |
5,841 |
12,941 |
|
|
2,132 |
2,776 |
4,604 |
8,610 |
|
|
2,015 |
2,571 |
4,032 |
6,859 |
|
|
1,943 |
2,447 |
3,707 |
5,959 |
|
|
1,895 |
2,365 |
3,499 |
5,405 |
|
|
1,860 |
2,306 |
3,355 |
5,041 |
|
|
1,833 |
2,262 |
3,250 |
4,781 |
|
|
1,812 |
2,228 |
3,169 |
4,587 |
|
|
1,796 |
2,201 |
3,106 |
4,437 |
|
|
1,782 |
2,179 |
3,055 |
4,318 |
|
|
1,771 |
2,160 |
3,012 |
4,221 |
|
|
1,761 |
2,145 |
2,977 |
4,140 |
|
|
1,753 |
2,131 |
2,947 |
4,073 |
|
|
1,746 |
2,120 |
2,921 |
4,015 |
|
|
1,740 |
2,110 |
2,898 |
3,965 |
|
Tabeli 1 lõpp
|
1,734 |
2,101 |
2,878 |
3,922 |
|
|
1,729 |
2,093 |
2,861 |
3,883 |
|
|
1,725 |
2,086 |
2,845 |
3,850 |
|
|
1,721 |
2,080 |
2,831 |
3,819 |
|
|
1,717 |
2,074 |
2,819 |
3,792 |
|
|
1,714 |
2,069 |
2,807 |
3,767 |
|
|
1,711 |
2,064 |
2,797 |
3,745 |
|
|
1,708 |
2,060 |
2,787 |
3,725 |
|
|
1,706 |
2,056 |
2,779 |
3,707 |
|
|
1,703 |
2,052 |
2,771 |
3,690 |
|
|
1,701 |
2,048 |
2,763 |
3,674 |
|
|
1,699 |
2,045 |
2,756 |
3,659 |
|
|
1,697 |
2,042 |
2,750 |
3,646 |
|
|
1,684 |
2,021 |
2,704 |
3,551 |
|
|
1,671 |
2,000 |
2,660 |
3,460 |
|
|
1,658 |
1,980 |
2,617 |
3,373 |
|
|
lõpmatus |
1,645 |
1,960 |
2,576 |
3,291 |
Meid huvitab koefitsiendi väärtus usalduse tõenäosusega 0,95. See on võrdne - 2,776; me kasutame seda arvutustes.
4) Suhtelise mõõtmisvea määramiseks kasutame valemit:
Kuna töövalem sisaldab muutujaid r (kahe kõrvuti asetseva rõnga raadiused) ja R (läätse kõverusraadius).
Töövalem:
Selle jaoks on suhtelise vea vorm:
*100%
4. Lõpptulemuse fikseerimine kõiki vigu arvesse võttes
Selleks, et töö eesmärki järgiv vastus õigesti üles kirjutada, peate järgima järgmist algoritmi:
- Kirjutage tulemus, võttes arvesse absoluutset viga:
- Kirjutage üles selle väärtuse jaoks tehtud mõõtmiste suhteline viga:
* 100%
- Kontrollige, kas vastus on tõsi. Näiteks punase valguse lainepikkuse teadmine620 x 740 nanomeetrit, saame hinnata tehtud mõõtmiste ja saadud tulemuse õigsust.
Järeldus
Selles kursusetöös koostasin Newtoni rõngaste saamiseks seadistuse, mis koosneb:
- Punane monokromaatiline valguskiirgur
- Lamepeegel ja statiiv selle kinnitamiseks, reguleerimiseks ja pööramiseks
- Plano-kumer lääts, mis on oma kumerast küljest ühendatud lameda klaasplaadiga
- Pilti suurendav okulaar, millele on rakendatud reguleeritav skaala
- Objektiivid
- Valgusfilter
Kokkupandud seadistust kasutades jälgisin Newtoni rõngaste ilmumist peegeldunud valguses ja seejärel tuletasin töövalemi:
Mille puhul on suhtelise vea vorm:
* 100%
Olles teinud vajalikud arvutused, leidsin, et punase, monokromaatilise valguse lainepikkus on 670 nanomeetrit, mis vastab teoreetilisele tegelikkusele.
Kasutatud allikate loetelu.
1) Trofimova T. I. Kursus füüsika: õpik ülikoolidele / Taisiya Ivanovna Trofimova. 12. väljaanne, kustutatud. M.: Kirjastuskeskus"Akadeemia", 2006. lõik nr 5.
2) Shamonin V. A., Druzhinin A. P., Sveshnikov I. V. Optika laboratoorsete tööde juhised. meetod. dekreet. Chita:
ZabSU, 2012. 20 lk.
3) http://www.physel.ru
4) http://www.femto.com.ua
5) http://www.physics.ru
6) Metoodilised juhised. Üldnõuded õppeteksti dokumentatsiooni ehitamisele ja kujundamisele. MI 4.2-5-01-2011
Riis. 4
liigutatav sihik
mikromeetri kruvi
fikseeritud skaala
Riis. 6
mikroobjekti skaala
Riis. 5
Muud sarnased tööd, mis võivad teile huvi pakkuda.vshm> |
|||
| 12930. | MINERAALIDE UURING POLARISEERIVA MIKROSKOOPI KASUTAMISEGA. KIVIDE PETROGRAAFILINE KIRJELDUS | 428,44 KB | |
| Polariseeriva mikroskoobi tööpõhimõte. Mineraalide murdumisnäitajate määramine paralleelsete nikoolide juures. Ristatud nikoolide mineraalide optiliste omaduste uurimine. Mineraalide muude omaduste uurimine polariseeriva mikroskoobi abil. | |||
| 6042. | Seadmete töö ja remondi teooria põhimõisted ja definitsioonid | 16,01 KB | |
| Toitepinge omaduste muutused elektrivõrgu kasutajale elektrienergia edastamise punktis, mis on seotud pingevormi ja pinge sümmeetria sagedusväärtustega kolmefaasilistes toitesüsteemides, jagunevad kahte kategooriasse. : pinge karakteristikute pidevad muutused ja juhuslikud sündmused. Pikaajalised muutused toitepinge karakteristikutes kujutavad endast pingekarakteristikute pikaajalisi kõrvalekaldeid nimiväärtustest ja on peamiselt põhjustatud koormuse muutustest... | |||
| 2242. | Sammu pikkuse määramine võimalike suundade meetodil | 65,84 KB | |
| Tõestatud teoreemi geomeetriline tähendus on ilmne. Seda võib vaadelda kui lähendusteoreemi. Nimelt saab selle teoreemi põhjal väita, et kui alustada iteratiivset protsessi lubatavast punktist, siis minimeeritava funktsiooni suurim langus ei saa olla suurem kui minimeeritava funktsiooni vähenemine lineariseeritud ülesandes. | |||
| 9173. | Newtoni mehaanika ja metoodika | 17,2 KB | |
| Üks esimesi, kes mõtles liikumise olemusele, oli Aristoteles. Aristoteles defineerib liikumist kui keha asukoha muutumist ruumis. Aristotelese järgi on ruum täielikult täidetud mateeriaga, mingi eetriga või ainega, mis on läbipaistev kui õhk. Looduses pole tühjust (“loodus kardab tühjust”). | |||
| 22. | Polünoomfunktsioonide interpoleerimine Newtoni meetodi abil | 215,52 KB | |
| Interpolatsioonipolünoomi kahe esitusvormi algoritmiseerimise ja programmeerimise põhimeetodid: Lagrange'i ja Newtoni polünoomid interpolatsioonisõlmede ühtlase paigutusega.3 Uurige funktsiooni interpolatsioonivea sõltuvust Lagrange'i ja Newtoni interpolatsioonisõlmede arvust ja asukohast. . KOKKUVÕTE Antud töö tulemusena uuriti ühtse interpolatsioonisõlmede paigutusega Newtoni interpolatsioonipolünoomi algoritmiseerimise ja programmeerimise meetodeid ning uuriti interpolatsioonivea sõltuvust.... | |||
| 2252. | Newtoni meetod mitme muutuja funktsiooni minimeerimiseks | 47,99 KB | |
| Nendes meetodites kasutati funktsiooni vähenemise suuna määramiseks ainult funktsiooni Taylori seeria laienduse lineaarset osa. Kui minimeeritav funktsioon on kaks korda pidevalt diferentseeritav, siis on võimalik kasutada teist järku minimeerimismeetodeid, mis kasutavad selle funktsiooni Taylori seeria laienduse ruutosa. Funktsiooni laiendust Taylori valemi järgi punkti naabruses saab esitada kujul Selge on see, et funktsiooni käitumist kuni järgu väärtusteni kirjeldab ruutfunktsioon 7. | |||
| 1726. | Mittelineaarsete võrrandite juurte arvutamine Newtoni meetodil | 123,78 KB | |
| Kursusetöö eesmärk on uurida ja rakendada tarkvaratootes mittelineaarvõrrandite lahendamist Newtoni meetodil. Esimene osa on teoreetiline ja sisaldab üldist teavet Newtoni meetodi kohta. | |||
| 21182. | Jäigalt sisseehitatud vasaku otsaga ja lihtsalt toetatud parema otsaga tala tugevuse arvutamine, mis on osa pikkusest koormatud ühtlase koormusega | 537,53 KB | |
| Lähteparameetrite meetodil saadi avaldised paindemomendi pöördenurga läbipainde ja tala telje punktide lõikejõu arvutamiseks. Tala painde uurimine on mahukas ja keeruline ülesanne, milles olulist rolli mängib tala kõvera telje uurimise ja kõige iseloomulikumate punktide läbipainete määramise etapp. Tala erinevates osades tekkivad pinged sõltuvad paindemomendi M suurusest ja nihkejõust Q vastavates lõikudes. | |||
| 13439. | STATISTILINE EKSPERIMENTAALNE PLANEERIMINE | 43,24 KB | |
| Katse kavandamine, et kirjeldada otsafreeside vastupidavusindeksi sõltuvust geomeetrilistest parameetritest. 5 Selle võrrandi koefitsientide hinnangute saamiseks võite kasutada 23. tüüpi täisfaktorikatset. Tegurruumi igas punktis korrati katset 3 korda, seega tehti plaani igale reale 3 lõikurit. Arvutame oma näite jaoks võrrandi koefitsiendid, vt. | |||
| 8350. | EKSPERIMENTAALSETE TULEMUSTE PLANEERIMINE JA ANALÜÜS | 94,91 KB | |
| Katse hõlmab vaatluse, võrdlemise ja mõõtmise kasutamist elementaarsemate uurimismeetoditena. Metoodilises osas analüüsitakse, koostatakse ja valitakse katse läbiviimise plaan ja metoodika, valitakse mõõteriistad, katseproovid, materjalid, uurimisseadmed. Organisatsioonilises osas lahendatakse eksperimendi materiaal-tehnilise toe, teadlaste hoiakute mõõtevahendite tööks ettevalmistamise jms küsimusi. Seetõttu peatun üksteisemõistmise parandamiseks mõnel aspektil ja... | |||
- Totaalse sisemise peegelduse fenomen.
- Kahe augu valguse interferents (Youngi diagramm).
- Valguse interferents tasapinnalises paralleelses plaadis.
- Valguse segamine õhukeses kiilus (seebikile).
- Newtoni sõrmused.
- Valguse difraktsioon pilu järgi.
- Difraktsioonivõred.
- Polaroidid.
- Maluse seadus.
- Brewsteri seadus.
Katsete kirjeldus
Katse 1. Täieliku sisemise peegelduse nähtus
Varustus: laserkiirguse allikas, kaldservaga klaasist rööptahukas.
Täieliku sisemise peegelduse nähtus seisneb selles, et kahe optiliselt läbipaistva kandja vahelisele liidesele langev valguskiir ei murdu teise keskkonda, vaid peegeldub täielikult esimesse. Sel juhul on seadus täidetud
kus n 1 on selle keskkonna murdumisnäitaja, millest valguskiir langeb, n 2 on teise keskkonna murdumisnäitaja, millesse kiir ei murdu, ja n 2 on väiksem kui n 1, α pr on maksimaalne nurk valguse langemisest, s.o. Kõigi langemisnurkade α korral, mis on suuremad kui α, ilmneb täieliku sisemise peegelduse nähtus.
Laserallikast tulev valguskiir juhitakse läbi kaldserva klaasi rööptahukasse ja langeb klaasi-õhu liidesele nurga all, mis on suurem kui piirav nurk. Rööptahuka sees jälgime valguskiire siksakilist rada. Iga meediavahelise liidese peegeldusega ilmneb täieliku sisemise peegelduse nähtus.
Puudutagem vees niisutatud sõrme mis tahes peegeldusalale. Vee murdumisnäitaja on kõrgem kui õhul. Täieliku sisemise peegelduse tingimusi rikutakse ja kokkupuuteala taga oleva valguskiire trajektoor on moonutatud.
Katse 2. Kahe augu valguse interferents (Youngi skeem)
Varustus: laserkiirguse allikas, kahe ühesuguse ümmarguse auguga läbipaistmatu ekraan.
Laserallikast tulev valguslaine valgustab läbipaistmatul ekraanil kahte auku. Huygensi-Fresneli põhimõtte kohaselt on augud ekraanil sekundaarsed koherentsed allikad. Järelikult on ka nendest allikatest pärit lained koherentsed ja võivad segada. Ekraanil jälgime tumedate (miinimum) ja heledate (maksimum) triipude süsteemi - see on kahest august tulenev interferentsi muster.
Katse 3. Valguse interferents tasapinnalises paralleelses plaadis
Varustus: elavhõbeda kaarlamp, õhuke vilgukiviplaat.
Elavhõbelambi valguslaine peegeldub vilguplaadi esi- ja tagatasandilt ning langeb vaatlusekraanile. "Eesmised" ja "taga" peegeldunud lained on koherentsed ja võivad segada. Ekraanil näeme sinakasroheliste-oranžide triipude süsteemi – see on tasapinnalise paralleelse plaadi interferentsmuster. Triipude värvust seletatakse mitme lainepikkuse olemasoluga elavhõbelambi kiirguses (elavhõbelambi valgus ei ole ühevärviline).
Katse 4. Valguse interferents õhukeses kiilus (seebikile)
Varustus: küvett seebilahusega, metallraam, valge valgusega kaarlamp, optiline pink.
Seebikile esi- ja tagatasandilt peegelduvad valguslained on koherentsed ja võivad segada. Kile on venitatud traatraamile, mis asetseb vertikaalselt. Lahus voolab alla ja moodustab kiilu, mille allosas on paks osa ja ülevalt õhuke serv. Häiremuster kujutab, nagu ekraanil näha, mitmevärviliste triipude süsteemi, mis on kiilu paksus osas kitsad ja heledad ning kiilu õhukese osa piirkonnas laiad. Häiremaksimumide mitmevärvilisus on seletatav asjaoluga, et valge valgus ei ole ühevärviline. Suuruse muutus - triipude laius - on seotud kiilu paksusega.
Katse 5. Newtoni rõngad
Varustus: Seade "Newtoni rõngad", valge valgusega kaarlamp, optiline pink.
Newtoni rõnga seade on lamekumer lääts, mis asetatakse kumera küljega tasasele klaasplaadile, mis on ümbritsetud välisraamiga. Seega tekib läätse ja plaadi vahele õhkkiil. Allikast tulev valgus langeb seadmele. Läätse kumeralt pinnalt ja plaadi sisepinnalt peegelduvad kiired on koherentsed ja võivad üksteist segada. Ekraanil näeme häirete mustrit mitmevärviliste rõngaste kujul - need on häirete maksimumid. Häirerõngaste raadiusi saab arvutada valemite abil
kus k on interferentsi järjekord (rõnga number), λ on valguse lainepikkus (lainepikkus määrab rõnga värvi, st punane, roheline, sinine jne), R on kumera pinna kõverusraadius. objektiivi. Valemid on kirjutatud juhuks, kui interferentsmustri vaatlemine toimub peegeldunud valguses.
Kui objektiivi ja plaati kokkusuruv jõud muutub, muutub õhukiilu kuju ja sellest tulenevalt muutub ka interferentsi mustri välimus.
Katse 6. Valguse difraktsioon pilu järgi
Varustus: spektraalpilu, laserkiirguse allikas.
Kui valguslaine kohtab oma teel teravaid ebahomogeensusi (näiteks läbipaistmatu objekti serv, tühimik läbipaistmatul ekraanil jne), lakkab tema käitumine allumast geomeetrilise optika seadustele. Selliseid efekte nimetatakse difraktsiooniefektiks või lihtsalt difraktsiooniks.
Laserallikas moodustab vaatlusekraanil valgustäpi. Asetame valgusvihu teele pilu. Nüüd on ekraanil nähtav valgustäppide süsteem. Nad ütlevad, et valgust hajutavad pilud ja ekraanil vaadeldakse difraktsioonispektreid (maksimumeid), mis on eraldatud tumedate tühikutega (minimaalne). Miinimumide asukohta ekraanil saab arvutada järgmiselt
kus a on pilu laius, λ on valguse lainepikkus, φ m on minimaalne arv (alati täisarv ilma nullita), m on difraktsiooninurk, nurka mõõdetakse suunast keskmise maksimumini kuni selle suunas miinimum.
Pilu laiuse suurenedes difraktsioonimuster väheneb. Selle maksimumid ja miinimumid lähenevad ja nihkuvad keskse maksimumi poole.
Kui pilu laius väheneb, suureneb difraktsioonimuster. Tõusud ja mõõnad liiguvad lahku. Keskne maksimum hõivab peaaegu kogu difraktsioonimustri nähtava osa.
Katse 7. Difraktsioonivõred
Varustus: valge valgusega kaarlamp, optiline pink, diafragma pilu, difraktsioonivõrede komplekt.
Ühesuguste pilude süsteemi, mis paiknevad samal tasapinnal üksteisega paralleelselt ja võrdsel kaugusel, nimetatakse difraktsioonvõreks.
Optiline pink moodustab ekraanil terava pildi kaarlambiga valgustatud diafragma pilust. Asetame selle valgusvoo teele difraktsioonivõre. Nüüd näeme ekraanil udukujulist diafragmapilu ja mitmevärvilisi triipe (difraktsioonimustri maksimumid), mis on eraldatud tumedate intervallidega (difraktsioonimustri miinimumid) ja paiknevad mõlemal pool pilu kujutist. Diafragmapilu udune pilt on valge – see on keskne ehk nullmaksimum. Värvilised ribad on erineva järgu difraktsioonimaksimumid. Maksimaalne tingimus difraktsioonvõrest saadud mustris on kujuga
kus k on maksimumi suurusjärk, λ on lainepikkus, φ k on difraktsiooninurk k-nda maksimumi juures, d = a + b on võrekonstant või võre periood, a on pilu laius, b on võre laius tume (läbipaistmatu) vahe pilude vahel.
Minimaalne tingimus difraktsioonimustris arvutatakse järgmiselt
kus m on miinimumi järjekord (arv), λ on valguse lainepikkus, a on resti pilu laius, φ m on difraktsiooninurk m-ndal miinimumil.
Erineva perioodiga võre puhul on difraktsioonispektrid erineva laiusega. Mida pikem periood, seda kitsam on spekter. Spektriinstrumentide puhul kasutatakse reste, millel on suur hulk pilusid võre pikkuse ühiku kohta (kuni 3000 tuhat pilu 1 mm kohta).
Katse 8. Polaroidid
Varustus: raamitud polaroidid lippudega, taustvalgustusega.
Looduslik valgus on elektromagnetlaine, milles elektri- ja magnetvälja tugevusvektorid muudavad kaootiliselt oma arvväärtust ja võnkesuunda. Looduslikud ja valdav enamus kunstlikke valgusallikaid kiirgavad loomulikku valgust.
Kasutades mõningaid tehnilisi võtteid ja seadmeid, on võimalik luua tingimused, et elektri- ja magnetvälja tugevuse vektorid laines muutuvad vastavalt teatud seadusele. Sellist lainet nimetatakse polariseeritud laineks.
Seadmeid, mis polariseerivad laineid, nimetatakse polarisaatoriteks.
Üks lihtsamaid ja levinumaid polarisaatoreid on polaroid. Polaroid on läbipaistev alus (klaas, plast jne), millele pihustatakse kindlas järjekorras nõelakujulise lineaarse kujuga joodkiniini kristalle. Joodi-kiniini kristallid jagavad väljatugevuse vektorid kaheks üksteisega risti olevaks komponendiks ja neelavad ühe neist komponentidest. Järelikult võnguvad valguslaines polaroidi taga intensiivsusvektorid ainult ühes tasapinnas. Sellist lainet nimetatakse lineaarselt polariseeritud laineks.
Meie nägemisorganid ei tee vahet valguse polarisatsioonil. Veendumaks, et polaroidi taga olev laine on lineaarselt polariseeritud, võite kasutada teist polaroidi.
Taustvalguses näeme kahte polaroidi, mis on suletud lippudega raamidesse. Polaroididest läbiv valgus on vähem ere kui taustvalgusest tulev valgus. See on arusaadav, kuna polaroid neelas poole valgusvoost. Läbiv valgus on lineaarselt polariseeritud. Lipp näitab elektrivälja tugevuse vektori võnkesuunda.
Paneme polaroidid üksteise peale. Kui lipud on paralleelsed, edastab lineaarselt polariseeritud valgus esimesest polaroidist teine polaroid. Kui lipud on risti, peaks teine polaroid neelama valgust elektrivälja tugevuse vektori selliste kõikumistega. Seda on kogemuses täheldatud.
Katse 9. Maluse seadus
Varustus: taustvalgus, lippudega raamitud polaroidid.
Kui loomulik valguslaine läbib kahte järjestikku asetsevat polaroidi, määrab läbiva valguse intensiivsuse polaroidide suhteline orientatsioon. Läbiva valguse intensiivsus arvutatakse Maluse seaduse järgi
kus I 0 on loomuliku valguse intensiivsus, on esimesest polaroidist väljuva lineaarselt polariseeritud valguse intensiivsus, I on teisest polaroidist väljuva valguse intensiivsus, see sõltub nurgast.
Kui lipud on paralleelsed, on φ = 0 ja läbi polaroidide edastatava valguse intensiivsus on maksimaalne - võrdne . Kui lipud on risti , , on polaroidide kaudu edastatava valguse intensiivsus null.
Polaroidide suvalise orientatsiooni korral või kui nurk φ muutub 0-lt 0-le, omandab valguse intensiivsus teatud väärtuse vahemikus nulli.
Katse 10. Brewsteri seadus
Varustus: tetraeedriline mustast klaasist püramiid, valge valgusallikas, polaroid.
Lineaarselt polariseeritud valguslaine võib saada ka loomulikku valgust peegeldades dielektriliselt tasapinnalt. Sel juhul tuleb täita Brewsteri seadust
kus n 2 on dielektriku murdumisnäitaja, millelt laine peegeldub, n 1 on keskkonna murdumisnäitaja, α br on laine langemisnurk keskmise ja dielektriku piirpinnal. Indeks "br" pärineb perekonnanimest Brewster. Nurk α br on range nurk. Muude langemisnurkade korral, mis on suuremad või väiksemad kui α br, on võimatu saada täielikult lineaarselt polariseeritud valgust.
Loomulik valgus langeb püramiidile ja peegeldub nelja täpi kujul - "peegeljänkud". Püramiidi tahud on seatud Brewsteri nurkade all langevale valgusele, seetõttu on peegeldunud valguskiired lineaarselt polariseeritud. Kiirte polarisatsioon on selline, et nendes oleva elektrivälja tugevuse vektor on tahkudega paralleelne. Seega on naabernägude "jänkud" polariseeritud üksteisega risti asetsevates tasandites. Seda saab hõlpsasti kontrollida, kui asetada valgusallika ja püramiidi vahele polaroid.
Pöörates polaroidi ümber valguskiire, paneme tähele, et kui lipp on näo tasapinnaga paralleelne, peegeldub valgus sellelt võimalikult eredalt; kui see on risti, siis "jänku" kaob (selle intensiivsus on null) . See on täielikult kooskõlas Maluse seadusega.
