Del H: Lys med video

Stikkord: polarisert polarisering eller polarisasjon polaroide polaroidfilter planpolarisert  E-vektor	Planpolarisert stråling I upolarisert stråling svinger den elektriske vektoren, E-vektoren, på usystematisk måte i alle retninger vinkelrett på forplantningsretningen. Strålingen er planpolarisert hvis E-vektoren holder seg i ett bestemt plan. Strålingen kan også være sirkulært eller elliptisk polarisert, men her skal vi bare gjøre forsøk med upolarisert og planpolarisert stråling.
Sirkulært polarisert Elliptisk polarisert Dobbeltbrytning Spredning (Raleigh spredning) Refleksjon Innfallsvinkel Polariseringsvinkel Brewstervinkel     Jf: MFR, Polarisert lys s 47	Polariseringsfilter Polaroid, polaroidbriller, polaroidfilter er merkenavn, som ofte også blir brukt om polariseringsfilter generelt. Hvis vi holder to polariseringsfilter etter hverandre, kan de være kryssede eller parallelle. De slipper ikke gjennom lys hvis de er kryssede.  Filteret i en polaroidbrille absorberer lys der E-vektoren svinger vannrett når vi bruker brillene på vanlig måte. Filteret slipper gjennom stråling med loddrett E-vektor.  Forsøkene kan bare tydes ved å anta at lysbølgene er tversbølger.
Utstyr: Polaroidbriller  Egnet plastlokk  Kasseformet, klar og polert plaststykke  Speil  Lysbildeapparat	Refleksjon Det er forskjell på refleksjon fra metalloverflater og fra ikke elledende flater. Vi gjorde forsøk med refleksjon fra plast, altså ikke-ledende legemer. Ved en bestemt innfallsvinkel, polariseringsvinkelen, brewstervinkelen, er den reflekterte strålen fullstendig planpolarisert. E-vektoren i den reflekterte strålen svinger vinkelrett på innfallsplanet. Ved andre innfallsvinkler er den reflekterte strålen delvis polarisert.  Når innfallsvinkelen er polariseringsvinkelen, står den reflekterte og den gjennomfallende strålen vinkelrett på hverandre. Vi ser at lyset streifer det hvite papiret under plastprismet.  Vi holder polaroidfilteret sånn at E-vektoren i prismet bare svinger horisontalt. Da blir det ved polariseringsvinkelen ingen refleksjon.  For stoffer som glass, vann, plast og de fleste andre aktuelle stoffer ligger polariseringsvinkelen mellom 50o og 60o. Siden polaroidbriller stopper lys med vannrett E-vektor blir vi mindre blendet av reflekser fra vannoverflater, våt asfalt, lakken på pansret over bilmotoren osv.
	Den gjennomfallende strålen er delvis polarisert. Det er mer av den strålingen der E-vektoren svinger i innfallsplanet.    Huskeregel: Den E-vektoren som svinger i innfallsplanet, får liksom tak i det stoffet den treffer og trekker seg inn i det. Den E-vektoren som svinger vinkelrett på innfallsplanet, har lettere for å skli av.
	Spredt lys Lys spredt fra molekyler i atmosfæren er delvis polarisert. Vi gjør forsøk med spredning fra molekyler eller småpartikler i samme måte som vi ser sollyset i et røykfullt rom. Vi brukte et rektangulært prisme av klar plast og med polerte overflater, ca 10 cm . 5 cm . 3 cm. I noen sånne plaster ser vi lysstrålen fordi den blir spredt på molekylene i plasten, og det er den typen vi bruker her. Her setter vi prismet på plass. Plasten kan poleres med kopperpuss. Få først så overflata så fin som mulig med ekstra fint sandpapir. Vi ser den vannrette spredningen fra upolarisert lys inne i prismet Vi sender lyset fra et lysbildeapparat gjennom en kort spalte inn i en kortside på plastlegemet og ser da strålen både fra sida og rett ovenfra. Vi ser ikke vannrett spredning når E-vektoren svinger vannrett inne i prismet. Men vi ser at det går lys gjennom prismet.  Brillen foran prismet holder vi loddrett. Ved hjelp av polaroidfilter kan vi nå konstatere at den spredte vannrette strålen er polarisert med loddrett E-vektor, mens den strålen som blir spredt rett oppover er polarisert med vannrett E-vektor.
	Vi tolker det slik: Strålen inne i plasten setter elladninger i svingninger i alle retninger vinkelrett på lyset forplantningsretning. Disse svingningene sender ut den spredte strålingen. Men hvis ladningene svinger vannrett, sender de ikke ut vannrett stråling. Det er altså loddrette svingninger som sender ut vannrett stråling, og den er da polarisert på tilsvarende måte. Dette kan vi også etterprøve ved å holde en vannrett polaroidbrille i strålen foran plastprismet. Da kan vi se lysstrålen inne i prismet fra sida, men ikke rett ovenfra. For da svinger E-vektoren inne i prismet bare loddrett, og da går det ikke sekundærstråling loddrett, men vannrett. I bildene under er det montert et lite speil over prismet. Vi ser vannrett spredt lys i selve prismet, mens stripen i speilet viser at lys blir spredt rett oppover også. I neste bilde holder vi et polaroidfilter foran prismet sånn at E-vektoren i prismet er vertikal. Da blir det ikke spredt lys oppover. Vi ser ikke lys i speilet.
	Himmellyset Lyset til oss fra en klar, blå himmel kan være planpolarisert. Da må vi se mot himmelen i en retning vinkelrett på retningen til sola. Det bør ikke være disig, og ikke overskyet. Sollyset får elladninger i luftmolekylene til å svinge i takt med lysfrekvensen.
	Det første bildet er tatt med polaroidbrille i vanlig  stilling. Det andre bildet er tatt med brillen dreid 90o. Da blir himmellyset svakere. Det er først og fremst svingninger vinkelrett på retningen til oss som sender sekundærstråling i retning til oss, og lyset er derfor i hvert fall delvis polarisert med tilnærmet loddrett E-vektor.  Ser vi på himmelen gjennom et polariseringsfilter, vil vi se at himmelen ser lys eller mørk ut ettersom vi dreier på filteret.
	Dobbeltbrytning og belastningsmålinger Noen krystallinske stoffer er dobbeltbrytende. Det betyr at brytningsindeksen er avhengig av lysretningen og av E-vektorens retning. En stråle som treffer en sånn krystall kan bli delt i to stråler med forskjellige retninger og planpolarisert vinkelrett på hverandre. Islandsk kalkspat er en slik krystall. Vi ser at skriften under krystallen er delt i to. Først ser vi toppen av et brevpapir som er plassert under den store krystallen. Så ser vi krystallen. Under ser vi brevpapiret gjennom krystallen: Dobbeltbrytning kan også opptre i ikke krystallinske stoffer sånn som plast eller glass, spesielt hvis stoffene er utsatt for påkjenninger. Derfor varierer dobbeltbrytningen sterkt fra sted til sted.  Et resultat av dette er at om vi har et sånt stoff mellom to polaroidfilter, ser vi varierende fargefenomener ettersom vi dreier filtrene. Dette blir brukt i tøyningsmålinger. Man lager f eks en modell av en bru i passende plast, utsetter den for belastninger, og ser på den mellom polaroidfilter. Fargefenomenene viser hvor tøyningen er størst.     Det første bildet viser et støpt plastlokk. I det andre bildet ser vi en blå himmel speile seg i lokket, som nå ligger på en svart bakgrunn. Himmellyset kommer fra en retning som står 90o på retningen til sola. Da er det polarisert lys som treffer lokket. Speilingen viser fargefenomener fordi plasten er dobbeltbrytende der den har vært utsatt for påkjenninger under støpingen. Dobbeltbrytingen varierer sterkt fra sted til sted, særlig rundt den vesle klumpen i midten, der påkjenningene antakelig har vært størst.

Neste forsøk	Tilbake til innholdsfortegnelser
H12	Del-H	3. avdeling	Indeks