Polarizace světla (SŠ)

Zadání úlohy

Úkoly pro studenty SŠ:

  1. Spusťte vzdálený experiment Polarizace světla a seznamte se s řídicí webovou stránkou. Můžete pozorovat osvětlený LCD displej za polarizátorem (analyzátorem), když se otáčí (osvětlení displeje si zapněte příslušným tlačítkem). Vysvětlete, co pozorujete. Vysvětlení se pokuste najít na Internetu.

    Pro další dvě úlohy odstraňte všechny optické prvky z cesty paprsků světla.

  2. Studujte polarizaci světla pocházejícího z různých zdrojů: žárovka, bílá LED, červená laserová dioda.
  3. Ve vzdáleném experimentu ověřte aditivitu intenzit.
  4. Vložte polarizátor do cesty světla a ověřte Malusův zákon pro dvojici polarizátorů a efekt tzv. zkřížených polarizátorů. (Druhým polarizátorem je přímo analyzátor. Jako světelný zdroj použijte červený laserový svazek s nejlépe definovanými parametry a vysokou intenzitou pro přesnější měření.)
  5. Uveďte grafy naměřených závislostí I(μ) pro všechny zdroje světla i dvojici polarizátorů. Vysvětlete odpovědi na otázky 1–4 a diskutujte, jak přesně a spolehlivě se vám podařilo ověřit Malusův zákon.
    Pro dvojici polarizátorů porovnejte získanou experimentální závislost I(μ) s modelovou funkcí v jednom grafu. Modelová funkce musí obsahovat obecný parametr ψ.
  6. Volitelné: s pomocí internetu nalezněte více příkladů praktických aplikací polarizace světla a vysvětlete jejich fyzikální podstatu. Zejména vysvětlete technologii LCD, 3D-projekce, polarizačních hodin atd.

Úkoly pro studenty VŠ:

  1. Prostudujte způsoby popisu polarizačního stavu světla a způsoby jeho modifikace s použitím doporučených simulací (apletů).
  2. Spusťte vzdálený experiment Polarizace světla, seznamte se s ovládacími prvky na řídicí webové stránce.
  3. Vložte polarizátor do cesty světla a ověřte Malusův zákon pro dvojici polarizátorů. (Druhým polarizátorem je přímo analyzátor. Pro nejpřesnější měření použijte červený laserový svazek s nejvyšší intenzitou světla.)
  4. Vložte čtvrtvlnnou fázovou destičku vyššího řádu (MO-QWP, λ/4) do cesty světla a prostřednictvím jejího natáčení se pokuste připravit kruhově polarizované světlo. (Červený laser je zapnutý, polarizátor a MO-QWP jsou vloženy do cesty laserového paprsku. Uvědomte si, že reálné optické prvky nejsou dokonalé.)
  5. Vložte čtvrtvlnnou destičku nultého řádu (ZO-QWP, λ/4) do cesty světla a zjistěte hodnoty parametrů nezbytných pro určení točivosti světla (LCP nebo RCP). Změňte natočení MO-QWP, abyste připravili kruhově polarizované světlo s opačnou točivostí, a ověřte to pomocí ZO-QWP. (Červený laser je zapnutý, polarizátor, MO-QWP a případně ZO-QWP pro ověření točivoti jsou vloženy do cesty laserového paprsku.)
  6. Vypracujte protokol obsahující graf I(μ) pro každý typ polarizace (LP, CP, a eliptická) a určete hodnoty parametrů popisující tyto stavy ve vybrané parametrizaci. Proložte experimentálně získaná data správnými teoretickými závislostmi s obecnými parametry a, b a ψ.