5.11 (810747), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для этого,однако, мы должны быть уверены, что добавочная разность хода,внесённая пластинкой, не превышает λ, иначе возникает неопределенность в расчете показателя преломления. Действительно, изменение разности хода на целое число длин волн смещает интерференционную картину на целое число полос. Такое смещение неможет быть обнаружено в эксперименте, так как все интерференционные полосы идентичны.Применяемая в нашей работе диэлектрическая пластинка имеет достаточно малую толщину, так что вносимая ею дополнительная разность хода не превышает λ.8ЗАДАНИЕВ работе предлагается проверить справедливость закона Малюса, а также исследовать интерференцию в плоскопараллельнойпластине (определить длину волны излучения) и в схеме Майкельсона (проверить закон сложения интенсивностей при интерференции и рассчитать показатель преломления диэлектрической пластинки).Мощность сигнала, снимаемого с генератора Г4-115, невелика,поэтому излучение не представляет опасности для здоровья человека.
Тем не менее, заглядывать в открытый волновод при включённом генераторе не рекомендуется.I. Подготовка приборов к работе и проверка закона Малюса1. На дальнем от генератора конце стола закрепите с помощьюфиксаторов металлическое зеркало с продольной подачей (еслив оправу зеркала вставлена диэлектрическая пластина, её следуетубрать). Рядом с рупором излучателя, вмонтированным в боковуюстенку генератора, поставьте рупор приёмной антенны симметрично относительно разделительной линии так, чтобы оба рупора были направлены в сторону зеркала.
При такой установке формула (6) для расчёта разности хода упрощается (на рис. 3 cos Θ ≈ 1).Проверьте, что длинные стороны рупоров горизонтальны.2. Соедините коаксиальным кабелем выход приёмной антенны со входом 1 усилителя и подготовьте приборы к работе (см. ТО — техническое описание, расположенное на установке).3. Проведите предварительную настройку установки. Для этого прилюбом заметном отклонении стрелки усилителя, перемещая отражающее зеркало при помощи подвижки и слегка поворачивая подвижку вручную вокруг вертикальной оси, настройтесь на максимум отражённого сигнала.
Подстройте сигнал, передвигая приёмную антенну и слегка поворачивая её вокруг горизонтальной оси.Методом последовательных приближений ещё раз отрегулируйте положение зеркала и антенн, чтобы настроиться на максимумсигнала. Следите, чтобы при выполнении всех упражнений отклонение стрелки выходного прибора не превышало 80–90% шкалы.94. Пронаблюдайте за ослаблением сигнала, располагая перед зеркалом различные препятствия (стопку бумажных листов, диэлектрическую пластинку, металлический лист).Поставьте металлическую решётку перед приёмной антеннойи проследите за изменением сигнала при повороте решётки на 90 ◦вокруг луча. Опишите наблюдаемые результаты и объясните их.5.
Снимите зависимость уровня сигнала I от угла поворота α приёмной антенны относительно луча. Убедитесь, что излучаемая электромагнитная волна линейно поляризована.Постройте график зависимости уровня сигнала I от cos 2 αи убедитесь в справедливости закона Малюса.II. Интерференция в плоскопараллельной пластине6. Закрепите на фиксаторах перед зеркалом металлическую решёткуи поворотом решётки вокруг вертикальной оси настройте системуна максимум отражённого сигнала (рис. 3). Убедитесь, что при перемещении зеркала уровень сигнала в точке приёма изменяется.Перемещение зеркала осуществляется с помощью микрометрического винта. Один оборот винта — 100 дел. — соответствует одномумиллиметру.7.
Снимите зависимость интенсивности I от координаты x подвижного зеркала.Постройте график зависимости I(x), определите по графикудлину волны излучения λ и сравните с рассчитанной по известнойчастоте.III. Интерферометр Майкельсона8. Соберите схему согласно рис. 4. Для этого оба металлических зеркала и решётку закрепите на фиксаторах так, чтобы плечи l 1 и l2были примерно одинаковы. Настройте установку на максимум сигнала (см. п.
3).9. Перемещая подвижное зеркало З2 , снимите зависимость координаты x зеркала от номера максимума n. Если максимумы размыты,можно определять координаты зеркала, соответствующие любомузаметному отклонению, повторяющемуся при перемещении на одну длину волны.10По графику x = f (n) определите длину волны СВЧ-излученияи сравните с величиной λ, найденной в опыте с плоскопараллельной пластинкой.10. Снимите зависимость интенсивности сигнала I от координаты xподвижного зеркала З2 в пределах одной длины волны.Убирая поочерёдно зеркала З1 и З2 , измерьте интенсивностиI1 и I2 каждого из интерферирующих лучей.Рассчитайте интенсивность сигнала, используя формулы (2)и (3) и принимая λ = c/ν, а ∆ = 2∆x, где ∆x — смещение зеркала от начального положения (1-го максимума).Постройте на одном листе экспериментальную и теоретическую зависимости I = f (∆) в диапазоне изменения ∆ от 0 до λ.11.
Настройте интерферометр на максимальную интенсивность. Поставьте в пазы подвижного зеркала З 2 тонкую пластину из тефлона и, изменяя положение зеркала З2 , определите величину ∆x0 —смещение интерференционного максимума от прежнего положения.Зная толщину пластины d0 , рассчитайте показатель преломления тефлона по формуле (9) и сравните результат с табличным.Контрольные вопросы1. Выведите соотношение (2).2. Как убедиться на опыте, что электромагнитная волна, излучаемая передающей антенной, линейно поляризована?3.
Как экспериментально определить направление колебаний вектора электрического поля в электромагнитной волне?4. В чём заключается закон Малюса и как его экспериментально проверить?СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Ландсберг Г.С. Оптика. — М.: Наука, 1976. Гл. IV, §§ 11–16; гл. VII, § 29;гл. IX, §§ 39–44.2. Сивухин Д.В. Общий курс физики.
— Т. IV. Оптика. — М.: Наука, 1985.Гл. III, §§ 26, 27, 33, 35 37; гл. IV, §§ 41,44.3∗. Горелик Г.С. Колебания и волны. — М.: Физматгиз, 1959. Гл. VII–IX.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
