Определение угла Брюстера для стекла.

Определение показателя преломления стекла.

Определение степени поляризации преломленной световой волны

1. Включите лазерный источник света, строго соблюдая порядок включения и правила техники безопасности. (Конструктивные особенности применяемого лазера таковы, что пучок света на его выходе имеет эллиптическую поляризацию).

2. Для превращения эллиптически поляризованного света в плоско поляризованный введите по ходу пучка света поляризатор.

3. Стрелку поляризатора, установленную при юстировке прибора вдоль плоскости его пропускания, поверните в переднее положение, при этом она должна указывать на 90^°. Теперь после поляризатора распространяется пучок, плоскость колебаний светового вектора которого лежит в плоскости падения его на стеклянную пластинку.

4. Поворотом расположенной ниже турели, установите по ходу луча стеклянную пластинку.

5. Вращая стеклянную пластинку вокруг горизонтальной оси с помощью расположенных на ее оси ручек (прикасаться к стеклу не рекомендуется), пронаблюдайте за изменениями интенсивности луча лазера, отраженного на вертикальную шкалу.

6. Установите пластинку под углом Брюстера. При этом интенсивность отраженного луча достигает минимума. Определите по шкале численное значение полученного угла . Вычислите, пользуясь измеренным значением угла Брюстера и законом Брюстера (формула 1) показатель преломления стекла, из которого изготовлена пластинка.

7. Выключив лазерный источник света тумблером на передней панели электронного блока, подключите источник белого света.

8. Не меняя положение стеклянной пластинки, поместите её под пучок белого света.

9. Убедитесь, что на вертикальной шкале имеется не очень яркое пятно белого света, отраженного от стеклянной пластинки.

10. Убедитесь, что отраженный свет является плоско поляризованным. Для этого между источником света и стеклянной пластинкой путем поворота соответствующей турели поместите поляризатор. Вращая поляризатор, пронаблюдайте за полным исчезновением отраженной волны при определенном положении поляризатора и за появлением этой волны при других углах поворота поляризатора.

11. Уберите поляризатор путем поворота его турели.

12. Проведите измерения степени поляризации частично поляризованного света, преломленного стеклянной пластинкой. Уберите с верхней крышки электронного блока предметы (экран наблюдения) и освободите входное окно фотоприемников. Установите между стеклянной пластинкой и окном фотоприемников анализатор, повернув соответствующую турель. Нажатием кнопки подключите фотоприемник с широким рабочим диапазоном длин волн (см. Приложение). Вращая анализатор, зафиксируйте и запишите максимальное и минимальное значения интенсивности света. Вычислите степень поляризации частично поляризованного света, преломленного стеклянной пластинкой по формуле (3):

.

 

Изучение закона Малюса

 

1. Убедитесь, что подключен источник белого света.

2. Между источником света и приборным блоком путем поворота соответствующей турели поместите поляризатор.

3. Убедитесь, что свет от источника, проходя поляризатор, попадает на экран наблюдения. Вращая поляризатор, пронаблюдайте, имеют ли место какие-либо изменений интенсивности. Наличие изменений говорящее о некоторой поляризации объясняется тем, что свет внутри белого источника подвергался преломлению или отражению.

4. Установите между поляризатором и экраном наблюдения анализатор, повернув соответствующую турель. Вращая анализатор, пронаблюдайте изменения интенсивности света. Определите, на какой угол приходится поворачивать анализатор по отношению к поляризатору, чтобы максимальная интенсивность света на экране наблюдения сменилась минимальной интенсивностью.

5. Проведите количественную проверку закона Малюса. Предварительно определите численные значения коэффициентов пропускания поляризатора k ₁, а затем анализатора k ₂. Для этого действует в следующем порядке:

-уберите с верхней крышки электронного блока экран наблюдения и освободите входное окно фотоприемников;

-нажатием кнопки подключите фотоприемник с широким рабочим диапазоном длин волн l₃ = 0,4 ¸ 0,9 мкм и получите сигнал с него на цифровом индикаторе электронного блока;

-повернув турели, уберите анализатор и поляризатор так, чтобы свет беспрепятственно достигал окна фотоприемников. Обратите внимание на показания индикатора относительной интенсивности принимаемого света. Для получения более точных результатов желательно, чтобы измеряемые численные значения были больше. Этого можно добиться двумя путями: во-первых, увеличивая напряжение питания электрической лампы источника света (ручка на передней панели электронного блока), во-вторых, увеличивая чувствительность фотоприемника вращением соответствующей ручки. При этом нельзя допускать перегрузки индикатора (гаснут все цифры, кроме единицы);

-показания, снятые с индикатора, запишите. При дальнейших измерениях нельзя менять чувствительность фотоприемника и напряжение накала лампы источника света. Снятое показание дает интенсивность белого света непосредственно от источника I _ест в относительных единицах;

-верните в рабочее положение поляризатор. Снимите и запишите новое показание индикатора относительной интенсивности, который дает интенсивность света ослабленную поляризатором . По формуле

определите коэффициент пропускания поляризатора;

-уберите поляризатор и верните в рабочее положение анализатор. Запишите новое показание индикатора, который дает интенсивность света ослабленную анализатором . По формуле

определите коэффициент пропускания анализатора. Теперь можно приступить к проверке закона Малюса. Для этого, не убирая анализатор, опять верните в рабочее положение поляризатор. Естественный свет проходит последовательно через поляризатор и анализатор;

-установите определенный угол поворота анализатора по отношению к поляризатору. например, градусов;

-запишите полученные с экрана показания, которые дают относительную интенсивность света после системы поляризатор-анализатор I;

-сравните полученный экспериментальный результат с вычисленным по закону Малюса с учетом коэффициентов пропускания k₁ и k₂ поляризатора и анализатора

.