Tôi có thể lấy ánh sáng phân cực ở đâu?

TRƯỜNG KVANT

Tôi có thể lấy ánh sáng phân cực ở đâu?

M.STARSHOV

GẦN ĐÂY TRONG MỘT TRONG NHỮNG tạp chí vật lý PHƯƠNG PHÁP, tôi tình cờ đọc được một cụm từ khoa học như vậy: “… rất khó để tạo ra các nguồn ánh sáng phân cực một phần tự nhiên”. Có lẽ không cần thiết phải tạo ra nguồn tự nhiên. Và không phải vì điều đó không dễ dàng mà vì chúng luôn vây quanh chúng ta. Ví dụ, người ta biết rằng loài ong “biết”, nhận biết và sử dụng ánh sáng phân cực. Và người ta có thể đoán rằng Thiên nhiên đã cung cấp cho chúng ánh sáng phân cực một phần. Ít phổ biến hơn nhiều để tìm thấy ánh sáng phân cực hoàn toàn, như quang học nói, ánh sáng phân cực tuyến tính hoặc phẳng. Và rất có thể đó sẽ là ánh sáng do con người tạo ra. Người ta không thể không ngưỡng mộ lăng kính Nicol, do William Nicol người Scotland phát minh và chế tạo vào năm 1828. Để chế tạo thiết bị này, cần phải biết hầu hết mọi thứ về sự phân cực của ánh sáng, và quan trọng nhất là hiểu rằng sẽ rất tốt nếu có hai trong số những thiết bị này. Khi đó, bạn không chỉ có thể thuyết phục mọi người rằng họ làm việc mà còn thực sự khiến họ làm việc. Tuy nhiên, nhà khoa học đã tạo ra lăng kính thứ hai, rất giống với lăng kính thứ nhất, chỉ vào năm 1839. Có lạ không? Vì vậy, lăng kính Nicolas, hay đơn giản là Nicole, tạo ra ánh sáng phân cực gần như hoàn toàn so với ánh sáng thông thường. Ánh sáng chiếu vào nó với các dao động trong bất kỳ mặt phẳng nào chứa hướng truyền của chùm sáng và nó chỉ truyền các dao động trong một mặt phẳng, nếu chúng ta nói “trên các ngón tay”. Một lăng kính giống hệt thứ hai có thể thuyết phục người quan sát rằng ánh sáng phát ra từ lăng kính thứ nhất bị phân cực.

DOI: https://doi.org/10.4213/kvant20210205

Điều này thật đẹp và tuyệt vời, chỉ có những lăng kính này được làm từ tinh thể thạch anh Iceland quý hiếm và do đó rất đắt tiền. Nhưng khoảng hai mươi năm trước, khi tôi bắt đầu làm việc trong ca “Chòm sao” dành cho trẻ em có năng khiếu, trong nhóm thanh niên yêu thích vật lý có một cậu bé tuyệt vời Dima đến từ thành phố Rtishchevo. Tại một trong những bài giảng của mình, tôi đã nói về sự phân cực của ánh sáng, các phương pháp tạo ra và sử dụng ánh sáng đó. Khi bài giảng kết thúc, tất cả các cậu bé chạy đi chơi bóng đá, và Dima này đi qua địa phận trại trẻ em, dọc theo những tòa nhà cũ bỏ hoang, thỉnh thoảng cúi xuống đất. Sau đó, anh ta đến gặp thợ điện và yêu cầu một số băng cách điện mà anh ta dùng để kết nối các mảnh kính cửa sổ cũ đã lắp ráp. Thật buồn cười khi xem cách anh ấy mời người đầu tiên, sau đó là một đồng chí khác nhìn lên bầu trời qua sản phẩm tự chế của anh ấy: “Nhìn như thế này, và bây giờ quay sang hướng này!” Chà, bạn có thấy bầu trời đang thay đổi như thế nào không? Chính ông là người đã chế tạo ra cái gọi là chân Stoletov, một thiết bị rất đơn giản và không tốn kém giúp thu được hoặc phát hiện ra ánh sáng phân cực tuyến tính. Và vì vậy, Dima bị thuyết phục rằng bầu trời gửi cho chúng ta ánh sáng ở các mức độ phân cực khác nhau tùy thuộc vào vị trí của mặt trời. Thành thật mà nói, đối với một thí nghiệm như vậy, bạn không cần phải làm bất cứ điều gì bằng tay, chỉ cần mở mắt ra khi đi dạo quanh thành phố hoặc hòa mình vào thiên nhiên. Trước mặt tôi là một ngôi trường (ảnh trong Hình 1), nhưng tại sao cửa sổ của nó lại có nhiều loại kính khác nhau như vậy: một số có màu xám, trong khi một số khác lại hoàn toàn đen, như thể không hề có kính? Tò mò nhìn những cửa sổ tương tự của cung điện Paris dưới tia nắng lặn, thanh niên người Pháp Etienne Malus đã phát hiện ra sự phân cực của ánh sáng phản xạ đối với nhân loại vào đầu thế kỷ 19. Ánh sáng chói trên mặt nước hoặc trên một chiếc xe limousine đắt tiền và độ sáng nói chung cũng cho thấy sự phân cực của ánh sáng phản xạ. Đúng, điều này không áp dụng cho tay cầm bằng kim loại và các bộ phận khác của ô tô; chỉ có sơn và kính “làm việc” (với kim loại thì mọi thứ phức tạp hơn). Bất kỳ ai trở thành nhà vật lý hoặc nhà thiết kế đều có thể sẽ sử dụng điều này.

36

KVAN T 2021/№2

Cơm. 1

Với độ tin cậy 99%, chúng tôi có thể nói rằng trong số những độc giả tận tâm của tạp chí «Kvant» không có một ai không sử dụng ánh sáng phân cực mỗi ngày. Trong khi gõ văn bản này, tôi dừng lại để sửa lỗi trong từ, cầm bàn chân vừa được chụp của Stoletov (ảnh trong Hình 2) và nhìn qua màn hình màn hình tinh thể lỏng của máy tính xách tay của tôi. Tôi nhìn thấy văn bản và bắt đầu xoay hộp theo hướng của màn hình. Đột nhiên hình ảnh yếu đi, mờ và tối, tôi không thể nhìn thấy chữ nào cả. Khi bạn quay xa hơn, mọi thứ sẽ được khôi phục. Không khó để đoán rằng ánh sáng phân cực từ màn hình truyền đến chúng ta và bàn chân sẽ kiểm tra điều này.

Cơm. 2

Nhưng bạn có thể làm điều đó đơn giản hơn nữa; chỉ cần lấy một mảnh kính mịn, sạch có kích thước bằng nửa tờ vở hoặc thậm chí nhỏ hơn. Giữ nó ở một bên của màn hình ngang tầm mắt, tôi xoay nó để có thể nhìn thấy hình ảnh phản chiếu của màn hình trên đó, giống như trong gương. Tôi từ từ di chuyển bàn tay cầm kính về phía trước và hướng lên trên mà không làm mất đi hình ảnh phản chiếu của màn hình. Và hình ảnh đột nhiên yếu đi, gần như biến mất. Tôi tiếp tục di chuyển theo phong cách tương tự - hình ảnh lại xuất hiện. Và nó lại biến mất khi kính ngang tầm màn hình và mắt, chỉ ở phía bên trái của tôi. Nó không tuyệt vời sao? Nếu tôi là bạn, tôi sẽ ngay lập tức tìm kính để kiểm tra những gì tôi đã đọc. Nếu bạn sử dụng gương thay vì kính, bạn sẽ không có được hiệu ứng này. Lớp gương là kim loại, hỗn hống có hệ số phản xạ cao, lớp kính bảo vệ của nó phản chiếu yếu và mắt không cảm nhận được sự thay đổi. Hoặc có thể, nhìn đâu bạn cũng sẽ thấy ánh sáng bị phân cực một phần? Và bạn có thể thực hiện những quan sát tuyệt vời với anh ấy!

Để thu hút sự chú ý của độc giả của chúng tôi

Bạn có thể đăng ký tạp chí «Kvant» từ bất kỳ số nào tại bất kỳ bưu điện nào. Chỉ mục đăng ký của chúng tôi trong danh mục “Báo chí $России»_{–} 90964.$”. Bạn có thể mua tạp chí «Kvant» trong cửa hàng “Sách toán học” của nhà xuất bản MCNMO (địa chỉ cửa hàng trực tuyến: biblio.mccme.ru), cũng như tại các hiệu sách ở Moscow “Biblioglobus”, “Young Guard”, “Moscow House of Books” và trong tòa soạn tạp chí. Kho lưu trữ các số đã xuất bản của tạp chí «Kvant» có sẵn trên trang web http:// kvant.ras.ru