Лабораторный практикум / 2-ая физическая лаборатория / Оптика / 21 - Фотоэластический коэффициент / Доманская

Доманская А.В.

группа 306.

Лабораторная работа № 21.

Фотоэластический коэффициент.

Анизотропия некоторых веществ проявляется только под действием внешних сил. У многих кристаллов при деформации появляется эффект двойного лучепреломления. Брюстером было установлено, что разность между показателями преломления обыкновенной и необыкновенной волн подчиняется следущему закону:

(1),

Формула (1)назвается законом Брюстера.

Здесь  - поверхностная плотность силы, С - фотоэластический коэффициент.

Фотоэластический коэфициент можно измерить, нагружая исследуемый кристалл, и наблюдая за поляризацией проходящего через него излучения.

Оптическая схема установки:

Линза Л фокусирует свет источника, поляризатор П пропускает излучение, поляризованное под углом 45 к горизонту. Компенсатор К делает излучение, прошедшее кристалл, снова линейно поляризованным. С помощью анализатора А можно найти, какой угол плоскость поляризации составляет с первоначальным направлением.

Формула, связывающая фотоэластический коэффициент с силой, действующей на кристалл, разностью хода, приобретенной светом, длиной волны и толщиной образца:

(2),

здесь  - длина волны,

 - разность хода,

d=(9,950,01)мм - толщина образца,

f =mk+2,82 кгс, где m - масса груза, k=500,2.

Измерения проводились для пяти различных грузов и трех длин волн:

₁=5781 А - зеленая линия,

₂=(546010) А - желтая линия,

₃=(6900200) А - красная линия.

2 и 3 - это средние значения для желтых и красных линий ртути.

Угол, измеряемый в эксперименте, в два раза меньше угла  в формуле (2), и погрешность его отсчитывания составляет 2.

Полученные данные находяться в Таблице 1.

Таблица 1.

Масса [кг]	 [] для 1	 [] для 2	 [] для 3
0,5	32	34	34
1	68	63	64
1,5	99	97	88
2	140	124	115
2,5	173	158	140

Значения фотоэластического коэффициента помещены в таблице 2.

Таблица 2.

Масса [г]	С1 [см2/дин10-12]	С2 [см2/дин10-12]	С3 [см2/дин10-12]
500	3,40,2	3,90,2	4,70,3
1000	3,80,1	3,80,1	4,60,2
1500	3,840,08	3,980,09	4,30,15
2000	4,110,06	3,850,07	4,20,1
2500	4,080,05	3,950,05	4,10,1

Построим соответствующий график.

Ромбиками отмечены точки, соответствующие ₃, квадратиками - для ₂, треугольниками - для ₁.

Можно заметить, что с ростом длины волны фотоэластический коэффициент увеличивается.

Для усредненных значений: