МУ-О-322 (Изучение оптической анизотропии веществ с помощью поляриметра), страница 4

§ 6).1. Установите переключатели 12 и 13 в положение «О», выведите светофильтр. Положите препарат из целлофана на матовое стекло. В процессе изготовления целлофан приобретает свойства двулучепреломляющего кристалла, причем его 00 лежит в плоскости листа. Препарат изготовлен из нескольких листов целлофана, наложенных один на другой и зажатых между стеклами.2. Поворачивая анализатор и препарат, добейтесь появления в одной из областей препарата какого-либо цвета из нижеприведенных пар взаимно дополнительных цветов:красныйсине-зеленый,оранжевыйсиний,желтыйфиолетовый,зеленыйпурпурный.3. Зафиксируйте изменение цвета выбранной области при повороте анализатора на 90°. Повторите опыт для какой-либо другой области и других цветов.4.

Обработка результатов. Сформулируйте вывод о выполнении «правила дополнительных цветов».Задание 6. Знакомство с явлением фотоупругости (см. § 7)1. Разверните в рабочее положение анализатор II. Переключатель 12 поверните в положение«О». Наблюдения проводят при скрещенных под прямым углом поляризаторе и анализаторе.Направления их главных сечений обозначены на корпусе поляриметра символами «р-р» и «аа».2. Поместите на матовое стекло ленту из полиэтилена. Обратите внимание на практическое отсутствие цветовой окраски.

Намотайте концы ленты на два стержня (карандаша), возьмитестержни двумя руками и растягивайте ленту. Наблюдайте возникновение и изменение окраскив зависимости от силы растяжения. Недеформированный полиэтилен - аморфное вещество;двойного лучепреломления, а следовательно, и интерференции, как в предыдущем опыте, ненаблюдается. Небольшое просветление поля зрения объясняется деполяризацией света при егорассеянии на микродефектах и частицах примесей в толще полиэтилена. При растяжений полиэтилен приобретает свойства кристалла, причем его 00 совпадает с направлением растяжения.3.

Поверните образец так, чтобы линия растяжения а) совпала с осью «а-а» ; б) совпала с осью«р-р»; в) составила угол γ≈45° с осью «р-р».194. Обработка результатов. Покажите на эскизе оси а - а. и р – р, направление растяжения и насыщенность окраски в случаях а), б), в). Объясните причины исчезновения окраски при совпадении линии растяжения с осями «а–а» или «р- р» (см. формулу (14)).Дополнительное задание. Исследуйте образцы различных прозрачных материалов: целлофана, полиметилметакрилата (органического стекла), слюды и т.д.

Сделайте вывод о наличиидвулучепреломляющих свойств и их зависимости от приложенной нагрузки.Контрольные вопросы1. Дайте определения терминам: «поляризованный свет», «эллиптическая, плоская, круговаяполяризация», «главное сечение поляроида», «поляризатор и анализатор», «фазовая пластина».2. Сформулируйте условия, при которых возникает эллиптическая, круговая или плоская поляризация волн.

Опишите способ преобразования плоскополяризованного света в поляризованный по кругу и наоборот. Как обнаружить круговую поляризацию света? эллиптическую поляризацию?3. В чем состоит явление двойного лучепреломления? В каких веществах оно возникает? Какдолжна быть ориентирована 00 кристалла по отношению к направлению распространения волны, чтобы это явление было наиболее ярко выраженным? В чей состоит эффект Керра? эффектКоттона - Мутона?4. Что называется главной оптической осью кристалла (00), быстрой и медленной осью? Опишите устройство и принцип действия фазовой пластины.5.

Выведите закон Малюса. Опишите устройство призмы Николя.6. От чего зависит угол поворота плоскости колебаний световой волны в оптически активныхвеществах? Сформулируйте закон Био. Каковы результаты проверки этого закона в Вашей работе?7. В чем состоит явление оптической активности? Какие особенности в строении веществ приводят к оптической активности? В чем заключается закон Фарадея?8. Перечислите условия интерференции поляризованного света. Почему, убирая поляризаторили анализатор, ни наблюдаем исчезновение цветовой окраски? Почему при повороте поляроида на 90° цвет меняется на дополнительный?9.

Объясните механизм возникновения цветовой окраски: а) кюветы с оптически активным веществом в задании 4; б) препарата из целлофана в задании 5; в) полиэтиленовой пленки в задании 6.10. В чем состоит явление фотоупругости? Опишите методику изучения этого явления и полученные Вами результаты.20СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3 т. - М.: Наука,1989.

Т. 2. - 462 с.2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. - М.: Наука, 1985. - 752 с.3. Ландсберг Г.С. Оптика. - М.: Наука, 1976. - 928 с.4. Крауфорд Ф. Волны: Пер. с англ. - М.: Наука, 1974. - 528 с.ПРИЛОЖЕНИЕСтатистическая обработка экспериментальных данныхКак правило, эксперимент проводится для того, чтобы подтвердить или отвергнуть какую-либо теоретическую зависимость между опытными величинами.

Если характер функциональной зависимости подтверждается опытом, возникает необходимость подобрать такие коэффициенты в уравнении этой связи, которые в наилучшей степени соответствуют опытнымданным. Эти задачи решаются стандартными методами корреляционного и регрессивного анализа (Еркович С.П. Применение регрессионного и корреляционного анализа для исследованиязависимостей в Физическом практикуме. - М.: Изд-во МГТУ, 1994. - 13 с). Здесь мы кратко рассмотрим процедуру обработки данных и приведем основные термины и формулы.Пусть между двумя опытными величинами x и у теоретически ожидается линейная зависимостьвидау =A0 + A1x,называемая уравнением линейной регрессии.

Коэффициенты А0 и А1 называют коэффициентамирегрессии. Для проверки линейной связи между x и у по опытным данным вычисляют коэффициент корреляцииnr=и связанный с ним параметр T = r∑( xi =1i− x )( yi − y )nni =1i =1∑ ( x i − x )2 ∑ ( y i − y )2( n − 2 ) /( 1 − r 2 ) . Здесь n - число экспериментальных точек,xi и yi - результаты i-го измерения (координаты i-й экспериментальной точки на графике), x и y- средние значения координат, определяемые формуламиnni =1i =1x = ∑ xi , y = ∑ yi ;.Значения r лежат в пределах - 1≤ r ≤1. Большим значениям r соответствует более строгая линейность, при |r| = 1 зависимость абсолютно линейна, при r = 0 линейная связь отсутствует.

Приr>0 y увеличивается с ростом x, при r< 0 - уменьшается.21С помощью параметра Т определяют вероятность соблюдения линейной зависимости.Если Т≥ tp,ν - коэффициента Стьюдента для доверительной вероятности Р и числа степеней свободы ν=n-2, то зависимость имеет место с вероятностью большей или равной Р. (Число экспериментальных точек n должно быть не меньше 3, иначе вопрос о линейности теряет смысл.)Регрессионная зависимость признается существующей, если Р≈1 (обычно, если Р>0,9...0,999).Для проведения наилучшей прямой через экспериментальные точки вычисляют коэффициенты регрессииnni =1i =1A1 = ∑ ( xi − x )( yi − y ) / ∑ ( xi − x )2 , A0 = y − A1 xЭта прямая соответствует уравнению линейной регрессии.

Она проходит через точку с координатами x, y и характеризуется тем, что сумма квадратов отклонений экспериментальных точекот этой прямой минимальна.Все расчеты проводятся на ЭВМ в лаборатории по стандартной программе. В ЭВМ вводят количество экспериментальных точек n и иx координаты xi и yi..