Описание установки

Функциональная схема установки изображена на рис. 1. Лазерный источник света 1 формирует плоскополяризованное излучение, которое распространяется в оптическом тракте включающем поляризатор 2, анализатор 3, диэлектрическую (стеклянную) плоскопараллельную пластинку 4, фоторегистратор 6. Элементы оптического тракта установлены на оптической скамье в поворотном держателе 7,8,9 поворотном столе 10 и свободно перемещаются на оптической скамье. Каждый из элементов может быть независимо удален из оптического тракта. Оптическая скамья снабжена метровой шкалой, … на её торце, что позволяет определить положение элементов. Анализатор имеет на корпусе шкалу отсчета угловой координаты при повороте собственной плоскости.

Показания фоторегистратора пропорциональны световому потоку, попадающему на входное окно фотоприемника, при снятии показаний в режиме отсчета фототока (… режим).

Задание

А. Измерения

1. Убрать поворотный стол и стеклянную пластинку из оптического тракта. Установить поляризатор и анализатор на расстоянии указанном преподавателем. Включить лазер. Проверить правильность установки лазера, поляризатора, анализатора и фоторегистратора. При правильной установке: рукоятка на корпусе лазера направлена горизонтально и указывает направление поляризации лазерного излучения; вращение поляризатора и анализатора в собственной плоскости не смещает пятна рассеяния излучения, которое находится точно на входном окне фотоприемника; при светлом поле оптической системы (направления поляризации излучения и пропускания анализатора и поляризатора - параллельны) показатель фоторегистратора составляют около 800 о.с.

2. Провести измерения интенсивности проходящего через поляризатор и анализатор света в диапазоне углов поворота анализатора в собственной плоскости от 0 до 180⁰ с шагом в 10⁰. Повторить измерения в обратном порядке: от 180⁰ до 0. После каждого измерения проводить отсчет фоновой зависимости . Результаты измерений занести в Таблицу 1.

, угл. знач. град.	0	10	…	170	180
, о.с.

Таблица 1

3. Поместить в тракт поворотный стол на указанном преподавателем расстоянии от анализатора. Проверить правильность установки элементов оптического тракта установи согласно пункту 1. Установить на поворотном столе стеклянную пластинку в положение, соответствующем нормальному падению лазерного излучения. При этом отсчет по шкале угловых координат, написанной на корпусе стола, равен о.

4. Провести наблюдения интенсивности отраженного от пластины лазерного пучка в диапазоне углов падения от 0 до 90⁰ посредством поворота стола относительно вертикальной оси и определить угол падения провести не менее 7 раз.

Б. Вычисление и анализ.

1. На основании данных Таблицы 1 провести проверку закона Малюса, или соотношение (2). Построить график зависимости . Провести анализ случайных ошибок при получении экспериментальных данных. Дать объяснение полученным графическим зависимостям и возможным источникам ошибок.

2. Найти среднее значение угла . По формуле (4) определить показатель преломления стеклянной пластинки . Оценить случайную ошибку измерения и . Дать объяснение полученным результатам.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определение плоскости поляризации излучения.

2. Привести примеры поляризационных устройств.

3. Что такое право- и левополяризованный свет?

4. Почему в задачах оптики в качестве светового вектора выбирают вектор напряженности электрического поля электромагнитной волны?

5. Как с помощью поляризационных устройств различить естественный свет и свет с круговой поляризацией?

6. Что такое “естественный свет”?

7. Что такое прозрачная среда? Возможно ли определение показателя преломления диэлектрика, непрозрачного для используемой волны излучения?

8. Каков физический смысл показателя преломления среды?

9. Написать уравнение плоской монохроматической волны, которая распространяется в направлении, определяемом волновым вектором . Дать определение волнового вектора.

10. Указать плоскость поляризации отраженной и преломленной волны при падении линейно поляризованной волны на поверхность диэлектрика.