МУ-О-79 (1003797), страница 2
Текст из файла (страница 2)
10, чтобы плоскость колебанийэлектрического поля волны совпадала с плоскостью падения (90°по шкале поляроида).Анализатор перед фотодатчиком убрать.3. Положение лазера подобрать так, чтобы луч распространялся параллельно стержню ипроходил через центр столика для призмы. Транспортир установить в положение «нуль»(рис. 9).4. Установить предел измерительного прибора - 20В.
Развернуть штативный стержень сфотоэлементом, вдоль нулевого деления транспортира. Установить первичнуюинтенсивность I0 луча вращением 1-го поляризатора так чтобы показания измерительногоприбора не превышали10 В. Показания записать в таблицу 1.5.
Поместить призму на столик, отражающей поверхностью в центре (рис. 9). Падающийлуч должен отражаться в обратном направлении. Это соответствует углу падения α = 0.Закрепить транспортир и столик с призмой верхним винтом.6. Ослабить нижний винт. Поворачивая столик с призмой и транспортиром, установитьугол падения α в пределах от 15°до 80° с шагом 5°. При этом необходимо развернуть истержень с фотоэлементом, и добиться максимальных показаний прибора. Для каждогоугла падения α ,показания прибора ( Iр ), пропорциональные интенсивности отраженногосвета, поляризованного в плоскости падения, записать в таблицу 1.Задание 2.Исследование законов отражения плоскополяризованного света (плоскость поляризацииориентирована перпендикулярно плоскости падения, S –компонента).1.
2-й поляризатор установите на 0°(рис. 11).. Теперь колебания электрического поля вволне происходит перпендикулярно плоскости падения. Анализатор передфотодатчиком убрать.9Рис.11Плоскость поляризации ориентирована перпендикулярно плоскости падения( S –компонента)2.Положение лазера подобрать так, чтобы луч распространялся параллельно стержню ипроходил через центр столика для призмы. Транспортир установить в положение «нуль»(рис. 9).3. Развернуть штативный стержень с фотоэлементом, вдоль нулевого делениятранспортира.
Предел измерительного прибора - 20В. Установить первичнуюинтенсивность I0 луча вращением 1-го поляризатора так чтобы показания измерительногоприбора не превышали10 В. Показания записать в таблицу 1.4. Поместить призму на столик, отражающей поверхностью в центре (рис. 9). Падающийлуч должен отражаться в обратном направлении.
Это соответствует углу падения α = 0.Закрепить транспортир и столик с призмой верхним винтом.5. Ослабить нижний винт. Поворачивая столик с призмой и транспортиром, установитьугол падения α в пределах от 15°до 80° с шагом 5°. При этом необходимо развернуть истержень с фотоэлементом, и добиться максимальных показаний прибора.
Для каждогоугла падения показания прибора ( Is ), пропорциональные интенсивности отраженногосвета, поляризованного перпендикулярно плоскости падения, записать в таблицу 1.Задание 3.(для более глубокого изучения теории отражения )Исследование изменения направления поляризации при отражении под разными углами(выполняется при наличии дополнительного поляризатора-анализатора)1.
Установите лазер, как в п. 1 задания 2 (рис. 11). 2-й поляризатор установите по шкале на45°. Теперь колебания электрического поля в волне происходят под углом 45° к плоскостипадения, т. е. азимут колебания падающей волны δ = π/4.2. Поворачивая столик с призмой, изменять угол падения α от 20° до 80° с шагом 10°. Приэтом, поворачивая штативный стержень с фотоэлементом, добиться максимальныхпоказаний прибора.3.Установить анализатор в отраженном пучке. Вращая анализатор, найти для каждого углападения α направление колебаний в отраженной волне (ω). Оно соответствуетмаксимальной интенсивности света, пропускаемого анализатором. Значения углов ωзаписать в таблицу 1.10αIsотн.ед.Ipотн.ед.ωψRsRpRестТАБЛИЦА 1П101520....80Ioотн.ед.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ1.Рассчитать значения коэффициентов отражения R s и R p . Отнести значенияпоказаний приборов I p , I s к соответствующим значениям I 0 падающего излучения.Результаты занести в таблицу 1.2.
Рассчитать значения коэффициентов отражения для естественного света R ест поформуле (12). Результаты занести в таблицу 13. Рассчитать степень поляризации П отраженного луча по формуле (13) Результатызанести в таблицу 1.4. Построить теоретическую зависимость R = f ( α ) для Р - и S - компонентплоскополяризованного света по формулам (8) и (10). Значение показателя преломления nуказано на экспериментальной установке. На построенные графики нанестиэкспериментальные точки отчетливыми знаками (например, Р - компонента - крест, S компонента - кружок).5. Построить теоретическую зависимость R = f ( α ) для естественного света поформуле (12) в том же масштабе, что для Р - и S - компонент. По данным таблицы на этомже графике нанести экспериментальные точки коэффициента отражения для естественногосвета отчетливым знаком (например, квадрат).6.
Построить теоретическую зависимость степени поляризации отраженного лучаП = f ( α ) по формуле (13).7. Рассчитать угол поворота плоскости поляризации при отраженииψ = δ – ω = π/4 – ω. Построить график зависимости ψ(α).8. По формуле (20) рассчитать значения ψ угла поворота плоскости поляризации приотражении, соответствующие разным углам падения α (20° ÷ 80°) и построитьтеоретическую зависимость ψ(α).11АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ1. Определить по графикам величину угла Брюстера, а по величине этого угларассчитать показатель преломления n призмы и сравнить его с указанным на экспериментальной установке значением.2. Сделать вывод о степени поляризации отраженного луча.3.Сделать вывод об интенсивности отраженного луча и его S- и Р- компонент.4. Сравните экспериментальную и теоретическую зависимости угла поворотаплоскости поляризации при отражении. Определите угол Брюстера αБ, зная, что при углепадения, равном αБ, плоскость колебаний при отражении поворачивается на π/4.ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ1.
Вывести формулу (II), исходя из формул (8) и (10) и проанализировать влияниепоказателя преломления ( n = 1,2 ÷ 1,8) на величину коэффициента отражения принормальном падении лучей.2. Показать, что естественный свет можно рассматривать как совокупность S- и Р компонент.3. Построить график зависимости коэффициента отражения для света,поляризованного под углом к плоскости падения (например, φ = 30°, 45° 60°).Контрольные вопросы1. Запишите формулы Френеля.
Какие величины они связывают? Для какого светаприменимы?2. Что называется коэффициентом отражения? От чего зависит его величина?3. Как рассчитать коэффициент отражения при нормальном падении света на границу двухдиэлектриков, а также при произвольном угле падения?4. Какой свет называется естественным? Линейно поляризованным? Частичнополяризованным?5. В чем заключается закон Брюстера?6.
Что такое степень поляризации?7. Что называется азимутом колебания электрического поля волны?8. Если на границу двух диэлектриков падает под углом Брюстера естественный свет, токаким будет состояние поляризации отраженного света? Преломленного света?9. Почему при отражении линейно поляризованной волны происходит поворот плоскостиполяризации?10.
Начертите график зависимости коэффициента отражения от угла падения для волны:а) поляризованной в плоскости падения;б) поляризованной перпендикулярно плоскости падения;в) неполяризованной.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.1. Матвеев А.И. Оптика. М.: Высш. шк., 1989. 351 с.2.Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 3. М.: Наука, 1987. 317 с.3. Сивухин Д.
В. Общий курс физики. Оптика / Д. В. Сивухин. М.:Наука, 1980. – Т. IV, гл V.– §§ 62, 65.4. Бутиков Е. И. Оптика / Е. И. Бутиков. С-Пб.: Невский диалект,2003. – Гл. 3.5. Иродов И. Е. Волновые процессы Основные законы / И. Е.Иродов. М.: Лабораториябазовых знаний, 2002. – Гл. 6. – §§6.1, 6.2.6. Ландсберг Г. С. Оптика / Г. С.
Ландсберг. М.: Физматгиз, 2003.– Гл. XVI.12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
