Описание установки:
Схема установки дана на рис. 4. на оптической скамье 1 закреплены источник света 2, конденсор 3. Из конденсора свет параллельным пучком попадает на поляризатор 4, после которого ставится исследуемый образец под винтовой
пресс 5 (при проверке закона Малюса пресс убирается).
рис 4.
Анализатор 6 снабжён круглой шкалой 12, позволяющей замерять угол поворота. Объектив 7 служит для фокусировки светового потока на рабочую поверхность фотоэлемента типа ФЭСС 8 (при проверке закона Малюса) или для получения изображений напряжений балки 9 на экране 10 (при этом фотоэлемент убирается вниз). Фотоэлемент подключается непосредственно к миллиамперметру 11. Так как фототок пропорционален освещённости, то, находя зависимость его от угла поворота анализатора, можно проверить зависимость освещённости от угла поворота.
Выполнение работы:
1. Проверка закона Малюса
-
Включают проекционный фонарь 2.
-
Перемещением объектива 7 на оптической скамье проецируют световой пучок на рабочую поверхность фотоэлемента 8
-
Анализатор устанавливают на «0» по круговой шкале 12.
-
Вращением поляризатора 4 добиваются максимального тока по миллиамперметру (максимальной освещённости).
-
Вращают анализатор от 0 +180°и через каждые 10° измеряют величину фототока. Результаты записывают в таблицу 1.
6. Строят графики зависимости i=f(cos а) по экспериментальным данным и теоретическому расчёту согласно формул
i=i0cos2α
т. к. i~I приняв за I0 - максимальное значение тока.
Таблица 1
α 10 |
i1,мкА практ |
cosα |
cos2α |
i (теорит) |
|
|
|
|
|
2. Изучение внутренних напряжений в прямоугольной балке методом фото-упругости.
-
На экране 10 укрепляют лист белой бумаги.
-
Экран помещают на расстоянии 1 м от анализатора 6.
-
Вращая анализатор, получают тёмное поле на экране.
-
Между анализатором и поляризатором помещают винтовой пресс с предварительно- напряжённой моделью (балка из органического стекла).
-
Перемещая объектив 7 по оптической скамье, добиваются резкого изображения балки на экране.
-
Зарисовывают на бумаге контуры балки и изохромы нулевого порядка (тёмная область, δ =0) и изохромы для хорошо различаемых цветов (например, жёлтый, красный, синий, зелёный) по обе стороны от изохромы нулевого порядка.
-
Используя таблицу 2, выписывают значения разности хода для отмеченных изохром. Данные заносят в табл. 2.
Таблица 2
№ изохром на рисунке |
Цвет |
Порядок изохромы |
Разность хода |
Напряжение |
|
|
|
|
|
8.Микрометром определяют толщину образца на просвет.
9.Используя формулу (4), приняв с= 170» 10--10 м2 /н, определяют напряжения, соответствующие выбранным изохромам.
порядок |
Δ «10--10м |
цвет |
порядок |
Δ «10--10м |
цвет |
|
500 |
серо-стальной |
|
11000 |
фиолетовый |
1 |
2000 |
серовато-белый |
3 |
12000 |
синевато-зелёный |
|
3000 |
жёлтый |
|
13000 |
зелёный |
|
4250 |
оранжевый |
|
14250 |
жёлтый |
|
5300 |
красный |
|
15000 15850 |
оранжевый красный |
|
5650 |
фиолетовый |
|
16650 |
фиолетовый |
|
6400 |
синий |
|
18650 |
зелёный |
|
7400 |
зелёный |
|
20900 |
жёлтый |
2 |
8400 8800 9450 10300 |
желтовато-зеленый жёлтый оранжевый красный |
4 |
20 |
|
10.Строят зависимости распределения напряжения (δ вдоль каких - либо двух сечений образца δ =f(Δ ) от нулевой линии.
Таблица 3
Примечание. Смена цвета в порядке возрастания разности хода аналогична смене цвета изохром в напряжённом образце, начиная от изохроды нулевого порядка, - темно - серая область в центре картины.