Описание установки и порядок выполнения работы

У становка изображена на рис. 13.3 (вид сверху). Основой ее является гониометр с двумя лимбами - подвижным А и неподвижным В. Коллиматорная труба К жестко скреплена к диском В гониометра. Объектив О коллиматора снабжен ирисовой диафрагмой D. Малое отверстие S, освещаемое электрической лампой, является источником света и расположено в фокальной плоскости объектива О.

Из последнего выходит пучок параллельных лучей, сечение которого можно изменять с

В

помощью диафрагмы D. На объектив коллиматорной трубы К надет поляризатор Р, который может вращаться в своей плоскости. На центральном вращающемся столике гониометра с лимбом А укреплена стеклянная пластинка М. В качестве п

Рис 13.3

оверхности стеклянной пластинки, граничащей с воздухом, используется гипотенузная грань отражательной призмы Дове.

По лимбу А может быть отсчитан у

Рис 13.3

гол падения света на пластинку. Свет, отраженный от передней поверхности пластинки, улавливается подвижной трубой Т и достигает селенового фотоэлемента Ф, расположенного внутри трубы.

Нагрузкой фотоэлемента является сопротивление милливольтметра Ш. Положение трубы Т относительно коллиматора и связанного с ним основания с лимбом В может быть отсчитано по шкале лимба В.

Известно, что электродвижущая сила, возникающая в селеновом фотоэлементе, пропорциональна падающему световому потоку. Для обеспечения постоянства светового потока необходимо поддерживать стабильным напряжение накала, лампы, что осуществляется с помощью стабилизатора Ст. Питание производится от сети переменного тока.

Подготовка к измерениям

Труба фотоэлемента должна быть закрыта крышкой. Снимать крышку следует только на время снятия отсчета. Электрическая схема (рис, 13.3) собрана. Перед началом работы следует проверить правильно ли подключены все элементы схемы.

По окончании измерений схему не разбирать, следует только отключить приборы от сети.

Измерения

Определение коэффициента отражения для света, поляризованного в плоскости падения r_s = r_s(i) в функции от угла падения i.

На оправе поляризатора нанесен красный штрих. Повернуть оправу поляризатора до совмещения с индексом на трубе коллиматора. В этом положении поляризатора Р луч, выходящий из коллиматора, будет поляризован в плоскости падения на стеклянную пластинку.

а) Измерение падающего светового потока F₀

Снять внутренний лимб с пластиной. Повернуть трубу Т и расположить ее по направлению распространения лучей света (зайчик совместить с центром крышки трубы фотоэлемента).

Снять крышку трубы фотоэлемента и снять показание милливольтметра. Сила тока в цепи селенового фотоэлемента пропорциональна падающему на него световому потоку соответственно падению напряжения U на сопротивлении милливольтметра

F₀ =αU₀

α - коэффициент пропорциональности; U₀ - показание милливольтметра.

б) Определение коэффициента отражения r_s = r_s(i).

Не изменяя диаметра отверстия диафрагмы коллиматора (чтобы поддерживать величину падающего светового потока постоянным), поместить внутренний лимб со стеклянной пластинкой на столик гониометра и повернуть лимб до совмещения красных индексов обоих лимбов. Это положение соответствует нормальному падению лучей на пластинку.

Измерение отраженного светового потока начинать с угла падения 10°. Повернуть внутренний лимб с пластиной на угол 10°, указатель трубы фотоэлемента совместить с делением 20° (отраженный зайчик совпадает с центром крышки трубы фотоэлемента).

Снять крышку трубы фотоэлемента и записать показания милливольтметра U₁. Закрыть крышку. Отраженный световой поток при данном угле падения будет равен

F₁ = αU₁,

где U₁ - показание милливольтметра, α - коэффициент пропорциональности.

Измерения отраженного светового потока произвести для углов падения, указанных в табл. 13.1.

Результаты занести в эту таблицу. Коэффициент отражения r_s для каждого угла падения определяется как отношение

r_s = F₁ / F₀ = αU₁ / αU₀ = U₁ / U_0.

Вычисленные значения r_s записать в табл. 13.1.

Таблица 13.1

i, град	10	15	20	30	40	55	57	60	70	80	90
U0, В
U1,В
rs

Определение коэффициента отражения для света, поляризованного в плоскости, перпендикулярной плоскости падения r_p = r_p(i)

На оправе поляризатора нанесен красный штрих с точкой. Повернуть оправу поляризатора до совмещения индекса на трубе коллиматора. В этом положении луч выходящий из коллиматора, будет поляризован в плоскости перпендикулярной плоскости падения.

Измерения и расчет коэффициента отражения r_p производят таким же способом, что и для случая света, поляризованного в плоскости падения. Результаты занести в табл. 13.2.

Таблица 13.2

i	10	15	20	30	40	50	55	57	60	70	80
U0, В
U2, В
rp