Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка (рис. 4) собрана на оптической скамье и включает следующие приборы:

1 – источник питания, регулятор интенсивности светового пучка;

2 - осветитель, источник естественного света;

3 - поляризатор (в работе используются 2 поляризатора);

4 - черное зеркало;

5 - фотоприёмник;

6 - прибор для измерения фототока (микроамперметр).

7- оптическая скамья.

Поляризатор 3 заключён в оправу с лимбом, позволяющую вращать поляризатор вокруг горизонтальной оси. Чёрное зеркало крепится на площадке с лимбом, которую можно вращать вокруг вертикальной оси.

 

 

а) Схема установки

 

 

б) Внешний вид установки

Рис.4

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Упражнение 1. Определение угла Брюстера и показателя преломления материала, из которого изготовлено черное зеркало.

1. На оптическую скамью установить осветитель 2, поляризатор 3 и черное зеркало 4.

2. Включить осветитель кнопкой «сеть» на источнике питания.

3. Установить показания на шкале поляризатора «0», на шкале чёрного зеркала 45°.

4. Прошедший сквозь поляризатор и отражённый от зеркала свет наблюдают сбоку, при этом наблюдатель располагается так, чтобы изображение осветителя после отражения от черного зеркала было видно вблизи оси поворота зеркала. Поворачивая плоскость поляроида вокруг направления луча, можно заметить, что яркость отражения в чёрном зеркале изменяется. Плоскость поляроида нужно оставить в том положении, когда яркость минимальна. После этого вращают зеркало вокруг вертикальной оси, добиваясь минимальной интенсивности отраженного света, и наблюдают отраженный от зеркала свет. Поворачивая по очереди на небольшие углы поляроид и зеркало, уточнить их положения по визуально наблюдаемому минимуму отражения в чёрном зеркале. Записать угол поворота чёрного зеркала a_Б. Измерения провести 4 раза. Найти среднее значение <a_Б> и определить Da_Б как ошибку прямого измерения. Все данные и расчеты занести в таблицу 1.

5. По углу Брюстера определить коэффициент преломления материала, из которого изготовлено зеркало, используя формулу (3). Ошибку измерений определить по формуле:

                                    .                                     (4)

                                                                      Таблица 1

aБ1	aБ2	aБ3	aБ4	<aБ>	DaБ	n	Dn

 

Упражнение 2. Изучение закона Малюса.

1. Установить на оптической скамье 7 поляризатор, анализатор и фотоприемник 5.

2. Фотоприемник подключить к микроамперметру 6.

3. Включить микроамперметр, предварительно установив шкалу измерений на «10».

4. Установить шкалы поляризатора и анализатора на «0». При этом будем наблюдать максимальное отклонение  стрелки микроамперметра. Согласно формуле (2), для этого положения шкал j = 0, I = I_o.

5. Вращая анализатор в пределах полного оборота, записывать показания микроамперметра через каждые 30°, полученные данные записать в таблицу 2.

                                                                

                                                                              Таблица 2

 

№ изм.	j анализатора	I, мкА
1	0°
2	30°
3	60
4	90°
5	120°
6	150°
7	180°
8	210°
9	240°
10	270°
11	300°
12	330°
13	360°

 

7. Построить график экспериментальной зависимости   в полярных координатах. Для этого на каждом луче, проведённом из центра 0 под углом j, в выбранном масштабе отложить значение величин , соответствующих этому углу j. Точки соединить плавной кривой. На этом же чертеже аналогичным образом построить теоретическую зависимость .

8. Сделать вывод о выполнении закона Малюса и определить степень поляризации по формуле (1).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К РАБОТЕ

 

1. Какова цель работы? Какое явление в ней изучается?

2. Назовите приборы, используемые в данной работе.

3. Какие измерения надо провести в данной работе?

 

 

4. Какие приборы устанавливаются на оптическую скамью в первом упражнении?

5. Какие приборы устанавливаются на оптическую скамью во втором упражнении?

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ СДАЧИ РАБОТЫ

 

1. Какой свет называется поляризованным?

2. Перечислите способы получения поляризованного света.

3. Сформулируйте законы Малюса и Брюстера.

4. Покажите, что при выполнении условия Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

5. Какой свет называется частично поляризованным?

6. Чем отличается анализатор от поляризатора?

7. Какой вектор называют световым?

8. Чему равна интенсивность плоско поляризованного света, вышедшего из поляризатора, если на поляризатор падает естественный свет интенсивности J_ест?

9. В чем заключается явление двойного лучепреломления? Где это явление используется?

10. В чем заключается явление дихроизма и где оно используется?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3-8