№ 86 (1120586), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

При одновременном вращениикристаллов вокруг вертикальной оси лучи 10 и 1e , прошедшие черезкристалл 2, будут совершать движение по кругу. Направления колебанийвекторов E в этих лучах при прохождении ими кристалла 2 не меняются.Из изложенного выше следует, что для определения направленияраспространения поляризованных лучей в кристалле исландского шпатапри нормальном их падении на нижнюю грань кристалла нетнеобходимости прибегать каждый раз к построению Гюйгенса для этихлучей. Как видно из рис. 1, смещение необыкновенного луча относительнообыкновенного происходит в направлении диагонали A B верхней граниот точки A к точке B .

Этот вывод можно будет использовать приобъяснении результатов наблюдений в упражнениях 2-4.Распространение света через кристаллы изучается для шестиразличных вариантов их взаимного расположения, которые можно разбитьна три группы.1. Главные плоскости кристаллов параллельны.2. Главные плоскости кристаллов перпендикулярны.3. Главные плоскости кристаллов ориентированы под углом 45оотносительно друг друга.В свою очередь, внутри каждой группы кристалл 2 может заниматьдва положения.

Из первого положения во второе кристалл переводитсяпутем поворота на 180°. Положение кристалла 1 во всех упражненияхостается неизменным.ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИУстройство установки описано в методической разработке «Изучениеосновных явлений поляризации света. Задача № 85», см. задача № 85настоящего сборника.Упражнение №1В качестве первого упражнения выполните с одним из кристалловупражнение № 1 из задачи № 85 (пункты а и б). После выполненияупражнения кристалл оставьте на столике микроскопа.7Упражнение №2ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА ЧЕРЕЗ ДВАКРИСТАЛЛА, ГЛАВНЫЕ ПЛОСКОСТИ КОТОРЫХОРИЕНТИРОВАНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОПрежде, чем приступить к описанию задания, следует дополнительносказать несколько слов о расположении кристаллов в держателях № 5.

Дляэтого обратимся к рис. 5задачи № 85 (см. стр. 28).Каквидноизэтогорисунка, главная плоскостькристалла проходит черезметки,нанесенныенакорпусе держателя, а реброкристалла AA (см. рис. 1настоящегоописания)находитсянапротивдлиннойвертикальнойметки,идущейпоцилиндрическойповерхности кольца № 5.Передвыполнениемупражнений№№2-4следуетрасполагатьдержатели № 5 кристаллов1 и 2 так, чтобы длинныевертикальные метки как быпереходили одна в другуюи располагались напротивРис.

3той метки на предметномстолике микроскопа, которая находится слева от наблюдателя. При такойустановке главные плоскости кристаллов 1 и 2 будут лежать в однойвертикальной плоскости, а направления оптических осей кристаллов —параллельны. Такое расположение кристаллов является "исходным" привыполнении упражнений 2-4.5 Как уже было сказано выше, изменениеориентации кристаллов осуществляется путем поворота верхнегодержателя (кристалла 2) при неподвижном нижнем, который привыполнении операции поворота удерживается от вращения большим и5Далее в тексте такое расположение кристаллов мы будем называть «исходным» даже тогда, когда речьбудет идти об одном кристалле на столике.8указательным пальцами левой руки через специальные вырезы в корпусестолика микроскопа.

Направление вращения и угол поворота указываютсяв каждом упражнении.Теперь перейдем к описанию задания второго упражнения.Напомним, что после выполнения упражнения № 1, на столикемикроскопа остался диск-диафрагма № 4 и один из держателей скристаллом, который в дальнейшем мы будем называть кристаллом 1. Длявыполнения упражнения соберите оптическую схему, представленную нарис.

З. Как видно из рисунка, для этого наРис. 4предметный столик микроскопа необходимо положить второй держатель скристаллом, который назовем кристаллом 2. Такая схема используется идля выполнения упражнений №№ 3, 4. Поляроид № 1 устанавливается надержатель кристалла 2 в конце выполнения каждого упражнения. Впромежутках между измерениями поляроид необходимо хранить в9футляре.а) Установите кристаллы 1 и 2 в "исходное" положение.Взаимное расположение кристаллов и ход луча естественного светапредставлены на рис.

4(а). Пунктирные линии 0101 и 0202 указываютнаправления оптических осей кристаллов. В верхней части рисункапредставлен вид кристалла 2 при рассматривании его в окуляр микроскопачерез поляроид. При рассматривании кристалла без поляроида в полезрения окуляра отчетливо видны два луча.Если четкости нет, добейтесь ее фокусировкой. Поле зрения окулярана рисунке намного больше реального. Большое поле зрения позволяетдать на рисунке изображение всего кристалла 2, из которого видно, как онориентирован в момент наблюдения. Кристалл 2 в держателе и на рисункерасположен так, что центр отверстия диафрагмы-диска № 4 и точкапересечения диагоналей верхней грани кристалла 2 располагаются наодной вертикальной прямой.

Таким образом, если какой-либо луч прираспространении через кристаллы 1 и 2 не испытывает отклонения, тоточкой его выхода из кристалла 2 будет точка пересечения диагоналейверхней грани кристалла 2. Знание расположения этой точки значительноупрощает построение на рисунке изображений лучей, прошедших обакристалла и объяснение их движения при вращении кристаллов, так какочевидно, что луч, идущий через эту точку, при вращении кристалловбудет оставаться неподвижным. На самом деле наблюдатель видит вокуляр только часть поверхности верхней грани кристалла 2 с лучамисвета, прошедшими сквозь него.Убедитесь в том, что наблюдаемые положения лучей соответствуютсхеме их распространения через кристаллы, представленной в нижнейчасти рис.

4(а).Для этого приведите во вращение оба кристалла одновременно так,чтобы их взаимное расположение не менялось. Это можно сделать, есливращать нижний держатель кристалла указательным и большим пальцамилевой руки через вырезы в столике микроскопа. При медленномвращении, без рывков, относительное положение кристаллов не меняется.Как видно из рисунка, если схема распространения лучей света черезкристаллы верна, то луч, изображенный в верхней части рисунка чернымкружком, будет оставаться неподвижным, а луч, изображенный светлымкружком, будет совершать движение по кругу.- Снимите кристалл 2 со столика микроскопа и убедитесь в том, чторасстояние между лучами уменьшилось.- Верните кристалл 2 на столик и установите его в первоначальноеположение (вертикальные метки на держателях кристаллов должнысовпадать).- Вложите в держатель кристалла 2 кольцо с поляроидом № 1.- Убедитесь в том, что наблюдаемые вами лучи поляризованы в двух10взаимно перпендикулярных направлениях.Для этого одной рукой удерживайте от вращения держателькристалла 2, а другой рукой через вырезы в верхней части держателякристалла 2 начните вращать поляроид в удобном для вас направлении.Добейтесь полного исчезновения одного из лучей и запишите в тетрадьномер кольца поляроида и значение угла в градусах, установившеесяпротив метки на держателе кристалла 2 слева от вас.

Продолжая вращатьполяроид в том же направлении, добейтесь полного исчезновения второголуча и запишите в тетрадь новое значение угла. Убедитесь в том, чторазность отсчетов углов составляет 90°. Подчеркните в тетради тозначение угла, которое соответствует полному исчезновениюнеподвижного луча.6 Как видно из рис.

4(а), этот угол определяетнаправление пропускания поляроида.- Снимите поляроид с установки и поместите его в футляр.Дома, при оформлении отчета по выполненной части задания:- перерисуйте рис. 4(а) в тетрадь, располагая его в левой части листа;- объясните, почему расстояние между лучами уменьшается, когда состолика убирается кристалл 2;- объясните, почему лучи, после прохождения кристаллов,расположены в поле зрения окуляра так, как это изображено на рис. 4(а).Дайте объяснение траектории их движения при одновременном вращениикристаллов;- объясните, почему лучи. прошедшие через кристаллы, поляризованытак, как это указано на рис.

4(а).б) Перед выполнением второй части упражнения, установитекристаллы в "исходное" положение. После этого, удерживая кристалл 1 отвращения, поверните кристалл 2 на 180° На рис. 4(б) кристаллыизображены в новом положении.- Зарисуйте в тетради картину расположения лучей, видимую вокуляр.7- Плавно вращая оба кристалла, определите траектории движениякаждого луча и изобразите их пунктиром на рисунке в тетради.- Вложите поляроид № 1 в держатель кристалла 2 и определитенаправления поляризации каждого из лучей.8 Результаты наблюдений ввиде отчетов по шкале и стрелок зафиксируйте в тетради напротивкаждого из них.- Снимите поляроид с установки и поместите в футляр.Дома при оформлении отчета:- перерисуйте в тетрадь рядом с рис. 4(а) рис.

4(б);6На рис. 4а невидимый луч изображен в виде черного кружка. Стрелки около кружков указываютнаправление поляризации лучей.7Если случайно окажется, что толщина кристалла 1 равна толщине кристалла 2, то в окуляре будет виденодин луч.8Направление пропускания поляроида № 1 было определено в первой части упражнения 2.11- перенесите в верхнюю часть рис. 4(б) зафиксированное в тетрадирасположение лучей. Укажите стрелками направления поляризациикаждого луча;- укажите на рис. 4(б) в тетради ход лучей в кристалле 2 так, как этосделано на рис. 4(а).

Обретите внимание на соответствие построенноговами хода лучей картинке их расположения, видимой в окуляр;- объясните с помощью полученного рисунка движение лучей,наблюдаемое при вращении кристаллов, и их поляризацию.Упражнение №3ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА ЧЕРЕЗ ДВАКРИСТАЛЛА, ГЛАВНЫЕ ПОЛКОСТИ КОТОРЫХОРИЕНТИРОВАНЫ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОРис. 5а)Установитекристаллы в "исходное"положение, после чего,удерживая кристалл 1 отвращения,повернитекристалл2противчасовой стрелки на угол90°.Расположениекристалловпослеповорота,схемараспространения лучейиихполяризация,изображены на рис. 5(а).- Проведитенаблюдения зарасположением лучей вновом положении и ихдвижением в полезрения окуляра в случаеодновременноговращения двухкристаллов. Зарисуйте втетради картинкурасположения лучей итраектории ихдвижений.- Установите на держатель кристалла 2 поляроид № 1 и определитенаправления поляризации лучей, видимых в окуляр.

Результаты12наблюдений в виде отсчетов по шкале и стрелок зафиксируйте в тетрадинапротив каждого из лучей.- Снимите поляроид с установки и перенесите его в футляр.Дома при оформлении отчета:- перерисуйте рис. 5(а) в тетрадь, располагая его в левой части листа;- объясните, почему лучи после прохождения кристалловрасположены в поле зрения окуляра так, как это изображено на рис. 5(а).Дайте объяснение траектории их движения при одновременном вращениикристаллов;- объясните, почему лучи, прошедшие через кристаллы, поляризованытак, как это указано на рис.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы