Поляриметр

Напряжения в стеклянной заготовке зеркала для телескопа расположенной между экраном LCD монитора и поляроидом

Поляриметр (полярископ, — только для наблюдения) — прибор, предназначенный для измерения степени поляризации частично поляризованного света или оптической активности прозрачных и однородных сред, растворов (сахарометрия) и жидкостей.

Области применения

Применяется в лабораториях пищевой, химической промышленности и других отраслях науки и производства для определения концентрации растворов оптически активных веществ, таких как сахар, глюкоза, белок, по углу вращения плоскости поляризации. Рекомендуется больным сахарным диабетом для индивидуального контроля содержания сахара в моче. Также позволяет наблюдать и измерить остаточные напряжения в стекле.

Устройство

Поскольку существует масса различных областей применения, то конструкции поляриметров могут отличаться, но ключевые элементы одинаковы.

• Источник света — чаще это натриевая лампа или лампа накаливания с тепловым экраном для защиты образца от ИК излучения (для твердых деталей важно избегать термических деформаций, для жидкостей — градиента плотности) и матовым стеклом, дающим равномерную засветку наблюдаемой области.
• Светофильтр — элемент, выделяющий определенную область в спектре, так как наблюдать приходится монохроматический свет. Таким элементом может быть пластина из фильтрующего вещества или призма.
• Двух поляризаторов расположенных по обе стороны от анализируемого образца. Часто один из них это поляроид, а второй либо поляроид, либо склеенная призма из исландского шпата.
• Пластин-компенсаторов толщиной кратной длине волны или четверть-волны, для подбора метода измерений.
• Измерительное устройство — лимб или электронный датчик.

Самодельный полярископ

Транспортир из прозрачного пластика помещенный между двух поляроидов

Несмотря на сложность конструкции промышленных поляриметров, наблюдать поляризацию можно используя лишь один или два поляроида. Эти пластины используются для визуализации жидких кристаллов (в калькуляторах и ЖК-дисплеях), одна из них помещаяется сверху стёкол с кристаллами, другая — снизу. Хотя сейчас уже можно приобрести поляроид для объектива. В скрещеном виде они позволяют увидеть в проходящем свете, как изменяется поляризация прозрачными средами. Например между ними можно положить кусочки полиэтилена или пластиковую линейку. Свет, проходящий через атмостферу, также имеет частичную поляризацию, и её можно наблюдать используя только один поляризатор. Для этого нужно рассматривать яркие объекты неба (такие как облака или луна). Свет ЖК-дисплея также остается частично поляризованным. Некоторые люди способны улавливать различную поляризацию жёлтого и синего излучения, этот эффект был открыт австрийским физиком Хайдингером (W. R. Haidinger) и назван в его честь. Поскольку при отражении свет также поляризуется, то вместо поляроида можно использовать обычное стекло, затемненное с одной стороны. Наблюдать источник надо под углом Брюстера, в этом случае свет практически полностью будет линейно поляризован.

Литература

• Техническое описание поляриметра ПКС-125
• Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961
• Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. Л., 1951

Ссылки

• Статья из Большой советской энциклопедии
• Методические указания к лабораторным работам по курсу «Оптическая Технология»

См. также

• Поляриметрия
• Поляризация света
• Поляризатор
• Поляроид
• Фотоупругость
• Угол Брюстера
• Оптическое стекло
• Жидкие кристаллы
• Источники света

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.