407 (810752), страница 2
Текст из файла (страница 2)
3) и подав на кристалл переменное напряжение, можно исследовать поляризацию луча с помощью осциллографа.8ЗАДАНИЕВ работе предлагается: 1) измерив радиусы интерференционных колец, определить разность показателей преломления n o − ne;2) подав на кристалл постоянное напряжение, получить свет, поляризованный по кругу; 3) определить полуволновое напряжениепо фигурам Лиссажу на экране осциллографа.I. Юстировка системы1. Соберите оптическую схему согласно рис.
1. Включите лазер иустановите анализатор (без кристалла в схеме) так, чтобы лазерное излучение через него не проходило (скрещенные поляризации).Чтобы убедиться, что лазерный луч поляризован вертикально, определите разрешённое направление анализатора: посмотритесквозь поляроид на дневной свет от окна, отражённый от светлойповерхности (от стола, подоконника); вращая поляроид, найдитеминимум освещённости и заметьте отсчёт угла на лимбе.
Вблизиугла Брюстера в отражённом свете преобладает компонента светового вектора, параллельная плоскости стола («правило иголки»),следовательно, минимум отражённого света соответствует вертикальному разрешённому направлению поляроида.2. Поставьте кристалл и установите перед ним вплотную к кювете матовую пластинку.
Расстояние от кристалла до экрана определяет размер интерференционной картины и её контрастность:70–80 см — оптимальное расстояние для тёмной комнаты, в светлое время дня — около 30 см.3. Получите на экране интерференционную картину. Отклоняя кристалл с помощью юстировочного винта (рис. 1) и поворачивая рейтер с кюветой вокруг вертикальной оси, добейтесь совмещенияцентра коноскопической картины с положением луча на экранев отсутствие матовой пластинки.Поверните анализатор на 90◦ и убедитесь, что коноскопическаякартина изменилась на негативную.
Верните анализатор в прежнее положение (горизонтальное разрешённое направление).9II. Измерения4. Измерьте радиусы тёмных колец r(m) и расстояние L от серединыкристалла до экрана.Постройте график r 2 = f (m). По углу наклона прямой определите двулучепреломление (no − ne ) ниобата лития, пользуясьформулой (2). Величины no , l и λ указаны в описании работы.5. Ещё раз убедитесь, что направление лазерного луча совпадает с направлением на центр интерференционной картины, и уберите матовую пластинку. Можно немного подъюстировать кристалл дополучения минимальной интенсивности луча после прохожденияанализатора.Подключите разъём блока питания на постоянное напряжение(=), установите регулятор напряжения на минимальное напряжение и включите блок питания в сеть.С увеличением напряжения на кристалле яркость пятна наэкране увеличивается и достигает максимума при U = U λ/2 .При U = 2Uλ/2 = Uλ яркость снова будет минимальной и т.
д.Проделайте то же для параллельных поляризаций лазера и анализатора. Определите полуволновое напряжение ниобата лития.6. Подайте на кристалл напряжение U = 12 Uλ/2 = Uλ/4 (четвертьволновое напряжение). Поляризация на выходе кристалла должнабыть круговой. Убедитесь в этом, вращая анализатор и наблюдаяза яркостью пятна на экране.7. Установите вместо экрана фотодиод (рис. 3) и подключите егок Y -входу осциллографа.
Убрав напряжение до нуля, переключите разъём с постоянного (=) на переменное напряжение (∼).С трёхвольтового выхода блока питания подайте сигнал на вход Xосциллографа. Отклонение луча осциллографа по оси X, такимобразом, будет пропорционально напряжению U на кристалле, апо оси Y — интенсивности прошедшего через анализатор сигнала Iвых .8. Постепенно повышая напряжение на кристалле, наблюдайте наэкране осциллографа фигуры Лиссажу, соответствующие зависимости Iвых (U ) для скрещенных поляризаций лазера и анализатора.Слегка поворачивая кристалл, сделайте фигуру Лиссажу симмет10ричной.
Определите по фигурам Лиссажу полуволновое напряжение Uλ/2 как ∆U , соответствующее переходу от максимума к минимуму сигнала на осциллограмме. Сравните значения полуволнового напряжения, полученные при постоянном и переменном напряжениях.9. Зарисуйте фигуры Лиссажу для напряжений U λ/2 , Uλ , U3λ/2 прискрещенных поляризациях лазера и анализатора. Проследите, какменяется картина при переходе к параллельным поляризациям.Контрольные вопросы1.
Можно ли наблюдать эффект Поккельса в жидкости?2. Почему при повороте анализатора на 90◦ интерференционная картинана экране меняется с позитива на негатив?3. Что такое полуволновое напряжение Uλ/2 ? Как оно зависит от длиныволны λ?4. Почему при U = 12 Uλ/2 поляризация на выходе из кристалла круговая?5. Оцените относительное изменение показателя преломления данного кристалла при подаче напряжения U = Uλ/2 .6. Выведите формулу (5).СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Ландсберг Г.С. Оптика. — М.: Наука, 1976. §§ 148, 150–153.2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. — М.: Наука, 1985.§§ 76, 91.3. Борн М., Вольф З. Основы оптики. — М.: Наука, 1970. §§ 14.3, 14.4.4. Ярив А.O. Квантовая электроника. — М.: Советское радио, 1980.§§ 14.1–14.5.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
