Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 564163)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Курс общей физики. Лабораторный практикум по оптике (110,00 руб.)

0   0
АвторыРисин Виталий Ефимович
ИздательствоИздательский дом ВГУ
Страниц42
ID747913
АннотацияПодготовлено на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.
Кому рекомендованоРекомендовано студентам 2-го курса физического факультета ВГУ.
Курс общей физики. Лабораторный практикум по оптике / В.Е. Рисин .— Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2019 .— 42 с. — 42 с. — URL: https://rucont.ru/efd/747913 (дата обращения: 24.06.2021)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Курс_общей_физики._Лабораторный_практикум_по_оптике_.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ Лабораторный практикум по оптике Учебно-методическое пособие Составитель В. Е. Рисин Воронеж Издательский дом ВГУ 2019
Стр.1
Лабораторная работа №8 ИЗУЧЕНИЕ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ВОЗДУХ-СТЕКЛО. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ Отражение и преломление света. Формулы Френеля В однородных изотропных средах свет распространяется вдоль прямых, перпендикулярных волновому фронту и называемых лучами. На границе раздела двух прозрачных диэлектриков (с показателями преломления происходит отражение и преломление света в соответствии с хорошо известными законами: 1. Луч падающий, отражённый и преломлённый лежат в одной плоскости – плоскости падения; 2. Угол отражения равен углу падения ; 3. Направление преломлённого луча (угол ) определяется законом Расчёт интенсивностей отражённой и преломлённой волны при заданной интенсивности падающей световой волны и заданной границе раздела ( ) можно провести с использованием формул Френеля. Эксперименты показывают, что при заданных значениях интенсивности и зависят ещё и от характера поляризации световой волны падающей на границу раздела. Чтобы учесть эту зависимость, свет с любой поляризацией представляют в виде суперпозиции двух волн, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Одну из этих волн выбирают так, чтобы вектор E колебался в плоскости падения (её называют параллельная компо3
Стр.3
света на границу раздела воздух стекло. Зададим показатель преломления воздуха , показатель преломления стекла При ( ( Чем больше различаются ( ( ( ( тем сильнее отражение. Причём неважно, идёт ли свет из первой среды во вторую, или из второй в первую. При ( ( ( ( ( С ростом угла падения растёт и числитель и знаменатель. Однако сначала знаменатель растёт быстрее, и при ( ( Таким образом, параллельная компонента не отражается ( ( при выполнении условия: ( (4) Угол падения , для которого выполняется соотношение (4), называется углом Брюстера, а само соотношение (4) называется условием Брюстера. Условие Брюстера можно записать и в ином виде, если использовать закон преломления и условие (4). Учтём, что в этом случае ( ⁄ ( ) Таким образом, другой вид условия Брюстера: (5) 6
Стр.6
При заданных выше значениях , При дальнейшем увеличении угла падения коэффициент отражения ( ( , угол Брюстера знаменатель начинает уменьшаться, а числитель продолжает расти. Поэтому начинает расти и при (скользящий луч). Исследуем теперь зависимость ( С ростом угла , быстрее знаменателя. При эффициент отражения ( и ( , где ( ( ( монотонно растёт, так как числитель растёт , например, энергетический ко, а при Графики зависимостей энергетических коэффициентов отражения ( для границы раздела двух диэлектриков ( приведены на рисунке 1. Если на границу раздела падает неполяризованный свет, то при отражённая световая волна будет линейно поляризована. При всех других углах падения, кроме и , отражённая и преград. Рис. 1. Зависимости ( и раздела воздух-стекло. ( для границы ломлённая волна будут частично поляризованы. ) 7
Стр.7
Экспериментальная установка Лабораторная работа выполняется на модульной экспериментальной установке ЛКО-1 (см. рис. 2). Источником оптического излучения является полупроводниковый лазерный диод «1» с длиной волны излучения , который находится внутри кожуха ЛКО. Блок питания лазера имеет два режима работы, соответствующих максимальной и минимальной интенсивности лазерного пучка (переключатель на блоке питания имеет положения, соответственно, «Max» и «Min»). Лазерный пучок отклоняется зеркалом «2» на угол и проходит вдоль оптической скамьи «3» с измерительной шкалой, на которой устанавливаются дополнительные элементы (модули) необходимые для проведения измерений. Юстировка лазерного пучка по горизонтали и вертикали осуществляется винтами «4.1» и «4.2». 5 2 7 6 фп Рис. 2. Модульная экспериментальная установка ЛКО-1. Для измерения светового потока оптического излучения используется фотоприёмник «5», сигнал с которого поступает на регистрирующий цифровой прибор «6». 8 лазер сеть 3
Стр.8
Для выполнения данной лабораторной работы необходимо получить у лаборанта следующие дополнительные элементы: 1) поляризатор – модуль 12; 2) поворотный столик – модуль 13; 3) стеклянную треугольную призму – вставка 9. Внутри корпуса ЛКО-1 находится ещё один, He-Ne лазер, который в данной работе не используется. Поэтому прежде чем включать кабель питания ЛКО в сеть, следует проверить, чтобы тумблеры «сеть» и «лазер» были в положении «выключено», а рукоятка «7» находилась в горизонтальном положении. Задание 1. Определение показателя преломления стекла призмы по углу Брюстера В этом задании необходимо определить показатель преломления стекла треугольной призмы (вставка «9»). Схема опыта представлена на рис. 3. экран Рис. 3. Схема опыта по определению показателя преломления стекла. ный диод; поворотное зеркало; на поворотном столике 13. Как указывалось выше, параллельная компонента (линейно поляризованный свет, вектор колеблется в плоскости падения) не отражается при падении света на границу раздела двух диэлектриков под углом Брюстера. 9 поляризатор; лазерстеклянная призма
Стр.9
Если зафиксировать угол падения, при котором отражение параллельной компоненты не происходит, то можно исходя из формулы (5) определить отношение показателей преломления для границы раздела двух диэлектриков. В нашем случае это граница раздела воздух-стекло ( , ). Таким образом, показатель преломления стекла призмы . (7) Порядок выполнения задания 1 1. Снять фотоприёмник «5» с направляющей полосы задней стенки макета ЛКО-1 и положить его на дно макета (в этом задании фотоприёмник не используется). 2. Включить в розетку блок питания полупроводникового лазера и перевести переключатель блока питания в положение «Max». Осторожно, по очереди вращая винты «4.1» и «4.2» добиться, чтобы пучок лазерного излучения попадал в центр предметного креста на правой боковой стенке ЛКО. 3. Установить на оптическую скамью поляризатор (модуль «12») и . Конструкция модуля «12» зафиксировать его винтом на отметке позволяет поворачивать поляризатор вокруг падающего на него пучка оптического излучения. Плоскость поляризатора, т. е. плоскость в которой колеблется вектор пропущенного поляризатором света, соответствует ориентации рукоятки поворота поляризатора. Для получения параллельной компоненты следует установить покруговой шкалы (вектор пропущенного поляризатор на отметку ляризатором света будет колебаться в горизонтальной плоскости). 4. Установить на оптическую скамью поворотный столик (модуль «13») и зафиксировать его положение на отметке 30 см винтом. Установить стеклянную треугольную призму на поворотном столике (вставка «9»). 10
Стр.10

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически