Задания, выполняемые с использованием одного поляризатора
Определение степени поляризации лазерного излучения
1. На оптической скамье установить лазер 1, анализатор 5 и фотодетектор 6, сняв с оптической скамьи поляризатор 3 и четвертьволновую пластинку 4.
2. Поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси в диапазоне углов ±90о, фиксировать через каждые 10о угол поворота φ и силу фототока I. Результаты измерений записать в таблицу 1.
Таблица 1
| φ, град. | -90 | … | -10 | 0 | +10 | … | +90 |
| I, мА | |||||||
| cos2 φ |
3. Произвести вычисления cos 2 φ, занести результаты в табл. 2.
4. Построить в спрямляющих координатах график зависимости интенсивности света, прошедшего через анализатор I, от значения cos 2 φ. Показать, что получается зависимость:
5. Рассчитать степень поляризации лазерного излучения Р (5).
Задания, выполняемые с использованием двух поляризаторов
Изучение линейно-поляризованного света. Экспериментальная проверка закона Малюса
1. Получить линейно-поляризованное излучение. Для этого ввести в оптический канал поляризатор 3 (рис. 6).
2. Поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси в диапазоне углов ±90о, фиксировать через каждые 10о угол поворота φ и силу фототока I (табл. 2). По максимальному значению интенсивности света, прошедшего через второй поляризатор Imax, можно определить направление пропускания второго поляризатора.
|
|
|
Таблица 2
| φ, град. | -90 | … | -10 | 0 | +10 | … | +90 |
| I, мА | |||||||
| cos2 φ |
3. Проделать вычисления cos 2 φ, занести результаты в табл. 2.
4. Построить в спрямляющих координатах график зависимости интенсивности света, прошедшего через анализатор I, от значения cos 2 φ. Показать, что получается линейная зависимость:
Задания, выполняемые с использованием двух поляризаторов и четвертьволновой пластины
Изучение эллиптической поляризации
1. Получить излучение эллиптической поляризации. Для этого ввести в оптический канал четвертьволновую пластину 4, согласно рис. 6.
2. Измерить силу фототока в зависимости от угла φ поворота анализатора, через каждые 10о в диапазоне ±90о (табл. 3)
Таблица 3
| φ, град. | -90 | … | -10 | 0 | +10 | … | +90 |
| I, мА |
3. По полученным экспериментальным данным построить лепестковую диаграмму 
для диапазона углов 0-3600. Убедиться в том, что полученная поляризация действительно соответствует эллиптической.
|
|
|
4. Рассчитать отношение полуосей эллипса поляризации:
.
Исследование круговой поляризации
1. Получить излучение круговой поляризации. Для этого поворачивать пластину «λ/4» на небольшие углы (порядка 5°) и в каждом положении вращать анализатор, наблюдая изменение силы фототока от I max до I min. Определить угловое положение пластины, при котором это изменение будет минимально.
2. Зафиксировать пластину в найденном положении и произвести измерения значений фототока в зависимости от угла поворота анализатора через каждые 10о в диапазоне углов ±90о. Результаты занести в таблицу 4.
Таблица 4
| φ, град. | -90 | … | -10 | 0 | +10 | … | +90 |
| I, мА |
3. По полученным экспериментальным данным построить лепестковую диаграмму 
для диапазона углов 0-3600. Убедиться в том, что полученная поляризация действительно соответствует круговой.
Контрольные вопросы
1. Какой свет называется естественным? Что такое поляризованный свет?
2. Что называется плоскостью пропускания (главной плоскостью) поляризатора?
3. Какие существуют виды поляризованного света?
|
|
|
4. Что такое линейно-поляризованный свет?
5. Что такое частично-поляризованный свет? По какой формуле определяется интенсивность частично-поляризованного света?
6. Как определить характер поляризации света, падающего на поляризатор? Как рассчитать степень поляризации света?
7. Чему равна интенсивность света, прошедшего через поляризатор, если на поляризатор падал линейно-поляризованный свет?
8. Чему равна интенсивность света, прошедшего через поляризатор, если на поляризатор падал частично-поляризованный свет.
9. Что такое оптическая анизотропия? Когда наблюдается и в чем заключается явление двойного лучепреломления?
10. В чем отличие обыкновенного и необыкновенного лучей? В каких условиях возникает эллиптическая и круговая поляризация?
Индивидуальные задания
Задание 1
1. Дать вывод закона Малюса.
2. Задача. Естественный свет падает на систему, состоящую из двух поляризаторов. Второй поляризатор в k = 2 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от первого поляризатора. Определить угол α между плоскостями пропускания поляризаторов (Потерями интенсивности света в поляризаторах пренебречь).
|
|
|
Задание 2
1. Вывести формулу степени поляризации света.
2. Задача. Угол между главными плоскостями двух поляризаторов φ = 450. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из второго поляризатора, если угол увеличить до β = 600.
Задание 3
1. Рассмотреть схему прохождения естественного света через систему, состоящую из двух поляризаторов.
2. Задача. Пучок естественного света падает на систему, состоящую из N = 5 поляризаторов. Плоскость пропускания каждого поляризатора повернута на угол φ = 300, относительно плоскости пропускания предыдущего поляризатора. Какая часть светового потока проходит через эту систему?
Задание 4
1. Рассказать об особенностях распространения поляризованного излучения в оптически анизотропных кристаллах. Проиллюстрировать сечения волновых поверхностей для обыкновенного и необыкновенного лучей при падении света перпендикулярно оптической оси кристалла.
2. Задача. Плоскопараллельная пластинка с наименьшей толщиной dmi n=16 мкм является четвертьволновой для света длиной волны λ=589 нм. Определите показатель преломления для необыкновенного луча, если для обыкновенного он равен nо=1,544.
Библиографический список
1. Савельев И.В. Курс общей физики в 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика. М.: АСТ, Астрель, 2006, с.188 - с.192.
2. Капуткин Д.Е., Шустиков А.Г. Обработка результатов измерений при выполнении лабораторных работ. М.: МИСиС, «Учеба», 2007. - 108 с.
3. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. СПб.: «Лань», 2006. - 480 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Цель работы…………………………………………………………..…3
Теоретические сведения……………………………………………..…3
Описание экспериментальной установки………………………….10
Порядок выполнения работы…………………………………………11
Задания, выполняемые с использованием одного поляризатора…...11
Задания, выполняемые с использованием двух поляризаторов…....12
Задания, выполняемые с использованием двух поляризаторов и четвертьволновой пластины…………………...……………………...13
Контрольные вопросы…………………………………………………14
Индивидуальные задания……………………………………………..14
Библиографический список…………………………………………...15
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 672; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!