Описание установки № 2

О тличие установки № 2 (рис.3.13) от № 1 состоит в том, что здесь использованы более качественные поляроиды (1 и 2), а приёмником излучения служит фотоэлемент 3 с блоком индикации 4. Накал лампы можно изменять регулятором 5.

Порядок выполнения работы

За­да­ние 1. Определение степени поляризации частично поляризованного света (рекомендуется сделать на обеих установках).

Внимание! Все измерения проводятся при выключенном верхнем освещении.

Установка № 1

1. Вклю­чи­те элек­т­ро­пи­та­ние ус­та­нов­ки.

2. Вы­ве­ди­те фо­то­при­ем­ник из све­то­во­го лу­ча, сме­стив его влево, и введите в пу­чок све­та сво­бодное от­вер­стие.

3. Ус­та­но­вите ри­с­ку ана­ли­за­то­ра 5 (рис.3.12) про­тив циф­ры "90" на лимбе. Вра­щая по­ля­ри­за­тор, до­бей­тесь ма­к­си­маль­но­го за­тем­не­ния (полярои­ды скре­ще­ны).

4. Вве­ди­те в луч све­та фо­то­при­ем­ник 6 и из­мерь­те зна­че­ние фо­то­то­ка I_min, запишите в табл.3.1.

5. Вращая поляризатор, найдите положение, соответствующее минимальной силе тока и ещё раз её измерьте. Всего сделайте не менее 3 измерений I_min, рассчитайте среднее значение.

6. Пе­ре­ве­дите ана­ли­за­тор в по­ло­же­ние "0". Убе­ди­тесь, что фо­то­ток макси­ма­лен. Сделайте не менее трёх измерений; среднее зна­че­ние максималь­но­го фо­то­то­ка I_max за­пи­ши­те в таб­ли­цу 3.1.

7. Найдите n и K по формулам (3.21) и (3.23).

. (3.19)

. (3.21)

8. Найдите степени поляризации света, прошедшего через один поляроид и через два параллельных поляроида по формулам (3.22) и (3.23).

, (3.22)

. (3.23)

9. Выключите установку № 1.

Установка № 2

1. Вклю­чи­те элек­т­ро­пи­та­ние ус­та­нов­ки.

2. Установите поляризатор 1 на «0», анализатор 2 на «90⁰» (рис.3.13). При этом их главные плоскости скрещены.

3. Приготовьте люксметр к работе: поставьте фотоэлемент 3 на анализатор 2 и нажмите левую кнопку (30 – 300 – 3^.10³ – 3^.10⁴) блока индикации 4. При этом показания следует снимать по нижней шкале.

Внимание! Блок индикации должен быть установлен строго горизонтально на ровной поверхности.

4. Поверните до упора по часовой стрелке регулятор накала 5.

5. Придерживая снизу стекло анализатора 2 и поворачивая его, найдите положения, соответствующие минимальной и максимальной интенсивности света.

6. Сделайте не менее трёх измерений I_min и I_max, в табл.3.1 запишите средние значения.

7. Вычислите K, P₁ и P₂.

8. Сравните степени поляризации света для обеих установок. Сделайте выводы.

Таблица 3.1

	Установка № 1		Установка № 2
	, мкА	, мкА	, лк	, лк
n
K

За­да­ние 2. Ко­ли­че­ст­вен­ная про­вер­ка за­ко­на Ма­лю­са.

1. На установке № 2 установите поляризатор 1 и анализатор 2 на «0», при этом их оптические оси параллельны. Вращая поляризатор 1, изменяйте угол φ между оптическими осями поляризатора и анализатора от 0 до 90⁰ с интервалом 10⁰, измеряйте освещённость I_экс., запишите в табл.3.2.

2. Вычислите теоретическое значение для каждого угла

. (3.24)

3. В одних и тех же координатных осях постройте графики зависимости теоретических I_теор. и экспериментальных I_экс. значений освещённости от угла φ: I_теор=f(φ) и I_экс=f(φ).

4. Сделайте выводы.

Таблица 3.2

φ, град.	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Iэксп, лк
Iтеор, лк

За­да­ние 3. Определение степени анизотропии

1. Уберите люксметр.

2. Скрестите поляризатор и анализатор (поле зрения тёмное, поляризатор установлен на «0», анализатор – на «90⁰»).

3. Установите между ними пластинку.

4. Поворачивая пластинку, добейтесь наиболее яркой интерференционной картины.

5. По таблице Мишеля-Леви определите оптическую разность хода для полимерной плёнки: однослойной, двухслойной и трёхслойной.

6. Определите степень анизотропии в каждом случае по формуле (3.25), рассчитайте среднее значение.

. (3.25)

Таблица 3.3

	Δ, нм	d, мкм
1 слой		47
2 слоя		94
3 слоя		141

7. Запишите все данные в табл.3.3.

За­да­ние 4. На­блю­де­ние фотоупругости.

1. По­ставь­те по­ля­ро­и­ды в скре­щен­ное по­ло­же­ние.

2. Вве­ди­те в пу­чок све­та мо­дель бал­ки. За­ри­суй­те наблю­да­е­мую картину, объ­я­с­ни­те. В про­цес­се вы­пол­не­ния за­да­ния мо­ж­но из­ме­нить нагрузку на бал­ку.

3. Опи­ши­те яв­ле­ние, объ­я­с­ни­те.

4. Между скрещенными поляроидами поместите любую прозрачную пластмассовая деталь или линейку.

5. Опишите явление, объясните, почему цветные узоры сгущаются вблизи углов и кромок, швов и отверстий.