Порядок выполнения работы

Для экспериментального определения угла Брюстера пользуются тем, что при некотором значении угла падения от границы раздела двух диэлектриков отразится только электромагнитная волна с такой поляризацией, в которой колебания вектора параллельны плоскости падения. В нашем эксперименте это горизонтальная плоскость, т. е. нужно добиться чтобы вектор колебался именно в этой плоскости падения. Так как плоскость колебаний вектора параллельна оси рукоятки излучателя, с помощью которой лазер поворачивается вокруг оптической оси, то нужно установить ее в горизонтальное положение, тем самым вектор становится максимально поляризованным в горизонтальной плоскости, а чтобы добиться полной поляризации вектора в этой плоскости, устанавливают за излучателем поляризатор, плоскость поляризации которого также должна быть горизонтальной (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Схема установки. Колебания вектора в плоскости падения условно обозначены стрелками, колебания, перпендикулярные плоскости пдания – точками.

Так как при прохождении через поляризатор свет полностью поляризуется, то при вращении пластинки в горизонтальной плоскости на экране можно заметить, что при некотором значении угла поворота интенсивность света должна быть минимальной. Такое значение угла поворота и есть угол Брюстера, т. е. свет практически не отражается, а точнее отражается лишь та часть свет, в котором колебания вектора не параллельны плоскости падения (горизонтальная плоскость), т. к. поляризатор неидеальный. Найденный угол и будет являться углом Брюстера.

Эксперимент

1. Установка оборудования.

Для проведения работы, необходимо установить на оптической скамье модуль 12, представляющий собой поляризатор с нониусом, модуль 13 – стол поворотный, в который установлена плоскопараллельная пластинка (объект 4)) последовательно друг за другом.

2. Калибровка установки.

После установки приборов необходимо произвести калибровку установки. Сначала при помощи ручки 1 (рис. ) поворотного стола устанавливают его на нулевую угловую координату, рычаг 4 поворачивают до совпадения его вертикальной риски с нулевым делением основной шкалы.

Затем двумя передними винтами 6 и двумя задними винтами 2 излучателя (рис. ) добиваются совпадение падающего и отраженного света (отраженный свет должен попасть в трубку излучателя).

Так определяется положение нормали к пластинке.

3. Измерения.

Задание 1.

1. Добейтесь максимальной поляризации света в горизонтальной плоскости. Для этого установите рукоятку 4 излучателя и рукоятку поляризатора в горизонтальное положение так, чтобы нулевая координата оси поляризатора была напротив риски нониуса.

2. После этого при помощи ручки 1 поворотного стола вращайте объект 4 по часовой стрелке и наблюдайте за поведением интенсивности отраженного от пластинки пучка.

3. При некотором значении угла поворота – должен наблюдаться выраженный минимум коэффициента отражения, т. е. интенсивность света должна быть минимальной. Данное значение угла поворота и есть угол Брюстера.

4. Вычислите по формуле коэффициент преломления исследуемого объекта.

5. Повторите опыт еще 4 раза при других положениях модулей 12 и 13.

6. Выполните аналогичные измерения, заменив объект 4 объектом 5.

7. Результаты для каждого объекта поместите в отдельной таблице:

объект № …	№ измерения	Бр, º					, %
	1
	2
	3
	4
	5

8. Окончательный результат для каждого объекта представьте в виде:

, …%

Задание 2.

1. Вставьте в поворотный стол один из исследованных объектов (объект 4 или 5) и установите поворотный стол в начальное положение (нулевая координата).

2. Добейтесь максимальной поляризации света в вертикальной плоскости. Для этого установите рукоятку 4 излучателя и рукоятку поляризатора в вертикальное положение.

3. После этого при помощи ручки 1 поворотного стола вращайте объект 4(5) по часовой стрелке и наблюдайте за поведением интенсивности отраженного от пластинки пучка. Вы заметите, что интенсивность света при любых значениях угла поворота практически одинакова, даже в окрестности угла Брюстера для исследуемого объекта.

4. Объясните отсутствие зависимости интенсивности отраженного от пластинки луча от угла падения.

Сделайте вывод о проделанной работе.