Описание прибора и метода измерения

Для определения угла Брюстера используется прибор Нёренберга (рис. 2), который состоит из стойки с укрепленным на ней держателем. Держатель 1 с лимбом и указателем для определения угла a_бр служит для крепления стопы стеклянных пластинок. При отражении от одной пластинки под углом Брюстера интенсивность линейно поляризованного света очень мала. Поэтому для того, чтобы увеличить интенсивность отраженного света применяют несколько скрепленных пластинок, сложенных в стопу, так называемую стопу Столетова. Держатель 2 служит для укрепления ирисовой диафрагмы с круглым отверстием, которая улучшает наблюдение. В держатель 3 вставлена призма Николя в специальной оправке, выполняющая роль анализатора. Все держатели могут перемешаться вдоль стойки и поворачиваться вокруг неё.

Призма Николя (рис. 3) состоит из двух призм исландского шпата, склеенных канадским бальзамом (КК). Эта система заключена в черную оправку (П).

Рис. 3

Луч естественного света, входя в кристалл исландского шпата, разделяется на два линейно поляризованных луча – обыкновенный (о) и необыкновенный (е) – с взаимно перпендикулярными плоскостями колебаний.

Для обыкновенного луча показатель преломления исландского шпата больше, чем канадского бальзама. Углы призмы подобраны так, чтобы обыкновенный луч попадал на границу раздела исландский шпат – канадский бальзам под углом, больше предельного, поэтому обыкновенный луч испытывает на границе полное внутреннее отражение и гасится оправой. Необыкновенный луч, для которого показатель преломления исландского шпата меньше, чем канадского бальзама, преломляется на границах слоя (КК) и выходит из николя как линейно поляризованный луч.

Таким образом, призма Николя является поляризатором света. Как и всякий поляризатор, призма Николя может служить анализатором света, позволяющим отличить поляризованный свет от неполяризованного. Если на анализатор–николь падает луч, в котором плоскость колебаний вектора Е составляет угол j с плоскостью анализатора, то интенсивность света I_A, прошедшего через анализатор, подчиняется закону Малюса:

I_A = I₀соs²j,

где I₀ – интенсивность падающего на анализатор света.

Отсюда видно, что при j=0° интенсивность света прошедшего через анализатор, максимальна, а при j=90° равна нулю.

Это свойство и используется в приборе Нёренберга для наблюдения света, отраженного от поверхности диэлектрика – стеклянной стопы.