Подготовка к работе

Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать установку согласно схеме рис. 3.

Рис. 3

1. Закрепить в держателях винтами (1) поляризатор П2, диафрагму Д, гониометрический столик ГС и расположить их на оптической скамье (2). В качестве осветителя 0 может быть использована лампа накали­вания (или лазер).

2. Повернуть лимб гониометрического столика с помощью стержней (4) до совмещения нуля лимба с нулем нониуса (5). Проверить надеж­ность закрепления ГС в держателе и на скамье винтами (1), (6), (7).

3. Поместить на ГС стеклянную призму Пр1, включить осветитель О. Произвести юстировку установки, проверив попадание светового луча на поляризатор, в центр отверстия диафрагмы и на переднюю грань призмы. Получить на экране (8) блик, отраженный от передней грани призмы. Зафиксировать положение призмы винтом (9), а поляризатора и диафрагмы – винтами (6) и (7). В дальнейшем положение призмы на ГС не изменять.

Порядок выполнения работы

Задание1. Знакомство с действием поляроида на естественный (или поляризованный, если в качестве осветителя используется лазер) свет.

Наблюдение зависимости интенсивности отраженного света от поло­жения плоскости колебаний и угла падения светового луча.

1. Поместить лист бумаги между диафрагмой и призмой и, наблюдая яркость светового пятна (блика), убедиться в том, что при вращении поляроида, интенсивность света, прошедшего через поляроид, не изме­няется, если в качестве осветителя используется лампа накаливания (и меняется, если осветитель - лазер). Объяснить это.

2. Получить на экране (8) световое пятно и, вращая поляроид П2, качественно пронаблюдать за изменением его яркости. Убедиться в том, что интенсивность отраженного от призмы луча зависит от поло­жения плоскости колебаний падающего света.

3. Получить с помощью поляроида на экране световое пятно неболь­шой яркости. Поворачивая гониометрический столик за стержни (4) и изменяя тем самым угол падения луча на переднюю грань призмы, про­наблюдать качественно за изменением яркости светового пятна. Убе­диться в том, что интенсивность отраженного света зависит от угла падения на призму.

Задание2. Ориентирование плоскости пропускания поляризатора (ориентирование плоскости колебаний падающего света).

Если на призму под утлом Брюстера падает по­ляризованный свет и при этом его плоскость колебаний совпадает с плоскостью падения, то, как следует из формул Френеля (3), интенсив­ность отраженного света должна быть равна нулю. В данной работе плоскость падения световой волны на призму является горизонтальной. Поэтому, чтобы воспользоваться законом Брюстера, необходимо ориен­тировать плоскость пропускания поляризатора П2 горизонтально. Для этого необходимо:

1. Проверить установку ГС на ноль нониуса.

2. Уменьшить диафрагму до минимума и, поворачивая лимб ГС, сов­местить световой блик с отверстием диафрагмы.

3. Отсчитать показание гониометра φ₁ (учесть, что точность отсчета с помощью нониуса равна 5') и записать его значение в табли­цу 1.

4. Открыть диафрагму на максимум для увеличения светового потока.

5. Повернуть ГС (за стержни (4)) на угол 60° ( 10°) относительно угла φ₁ и наблюдать на экране блик, отраженный от передней грани призмы.

6. Вращая поляризатор П2, добиться наибольшего погашения света на экране. Освещенность будет наименьшей, если свет, падающий на призму, будет поляризован в плоскости падения, т. е. горизонтально.

Задание 3. Определение показателя преломления вещества призмы по углу Брюстера.

1. Выставив горизонтально плоскость пропускания поляроида, необхо­димо поворотом ГС с помощью стержня (4) добиться наименьшей освещен­ности на экране.

2. Отсчитать угол поворота гониометрического столика φ₂ и за­писать его значение в таблицу 1.

3. Изменения угла φ₂ произвести пять раз, вычислить угол Брюстера по фор­муле:

. (4)

4. Определить показатель преломления вещества призмы по формуле:

. (5)

Таблица 1

φ1, …º	φ2, …º	φб, …º	n	<n>	∆n	ε, %

5. Рассчитать погрешности измерений и записать результат в окон­чательном виде.