ЛАБЫ_ОМиТ / ЛР_3
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа новых производственных технологий
Обеспечивающее подразделение: Отделение материаловедения
Направление: 12.03.02 Оптотехника
ОТЧЁТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
ПОЛЯРИЗАЦИЯ И УГЛОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕТА ПРИ ОТРАЖЕНИИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ дисциплина " Оптические материалы и технологии"
Выполнила:
студентка группы
Проверил:
доктор ф.-м.н. профессор (ОМ, ИШНПТ) ______________ Е.Ф. Полисадова
Томск - 2023
Цель работы: изучение закономерностей отражения света от прозрачной стеклянной пластинки или стопы, определение угловой зависимости степени поляризации отраженного и преломленного света, а также расчет показателя преломления материала на основе полученных результатов.
Описание установки
Схема экспериментальной установки, предназначенной для измерения углового распределения интенсивности отраженного света, представлена на рис.1. Установка позволяет определить степень поляризации отраженного и преломленного света при углах падения от 10° до 80°.
Рисунок 1. Схема установки для измерения углового распределения интенсивности отраженного света от прозрачного диэлектрика.
Платформа;
Вращающаяся подставка;
Образец;
Диафрагма и светофильтр;
Осветитель ОИ-19;
Питание осветителя;
Батарея;
Микроамперметр;
Фотосопротивление;
Анализатор-поляризатор.
Установка состоит из вращающейся платформы 1 с закрепленным на ней анализатором 10 и приемником света. Приемником света служит фотосопротивление 9, включенное последовательно в цепь с источником постоянного тока 7 и микроамперметром 8. Образец в виде плоской стеклянной пластины 3 установлен на вращающейся подставке 2, на которой нанесена шкала для отсчета угла падения света на образец. Образец освещается параллельным пучком света при помощи осветителя 5 с блоком питания 6. Регулировка интенсивности падающего света производится с помощью диафрагмы 4 и регулятора напряжения блока питания 8 осветителя.
ХОД РАБОТЫ
ЗАДАНИЕ 1. Снять угловую зависимость J и J// и определить степень поляризации отраженного и преломленного света в интервале углов падения от 200 до 800.
Таблица 1. Экспериментальные данные для марки стекла БС-14.
БС-14 |
||||||||||
αпад0 |
20° |
30° |
40° |
50° |
52,5° |
55° |
57,5° |
60° |
70° |
80° |
J0 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
J// |
17,5 |
22,5 |
93,75 |
75 |
50 |
31,25 |
12,5 |
2,5 |
18,75 |
35 |
J |
67,5 |
112,5 |
118,75 |
118,75 |
125 |
112,5 |
16,25 |
93,75 |
56,25 |
40 |
Таблица 2. Расчётные данные для марки стекла БС-14.
БС-14 |
||||||||||
ρ// |
0,14 |
0,18 |
0,75 |
0,6 |
0,4 |
0,25 |
0,1 |
0,02 |
0,15 |
0,28 |
ρ |
0,54 |
0,9 |
0,95 |
0,95 |
1 |
0,9 |
0,13 |
0,75 |
0,45 |
0,32 |
ρф |
0,34 |
0,54 |
0,85 |
0,775 |
0,7 |
0,575 |
0,115 |
0,385 |
0,3 |
0,3 |
Pотр |
0,58 |
0,67 |
0,12 |
0,23 |
0,43 |
0,56 |
0,13 |
0,95 |
0,5 |
0,067 |
Pпр |
0,30 |
0,78 |
0,67 |
0,78 |
1 |
0,76 |
0,02 |
0,59 |
0,21 |
0,03 |
Таблица 3. Экспериментальные данные для марки стекла БС-11.
БС-11 |
||||||||||
αпад0 |
20° |
30° |
40° |
50° |
52,5° |
55° |
57,5° |
60° |
70° |
80° |
J0 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
187,5 |
J// |
5 |
10 |
67,5 |
81,25 |
43,75 |
31,25 |
12,5 |
6,25 |
12,5 |
23,75 |
J |
36,25 |
77,5 |
85 |
118,75 |
106,25 |
93,75 |
81,25 |
62,5 |
37,5 |
27,5 |
Таблица 4. Расчётные данные для марки стекла БС-11.
БС-11 |
||||||||||
ρ// |
0,03 |
0,05 |
0,36 |
0,43 |
0,23 |
0,17 |
0,07 |
0,03 |
0,06 |
0,12 |
ρ |
0,19 |
0,41 |
0,45 |
0,63 |
0,56 |
0,50 |
0,43 |
0,33 |
0,20 |
0,15 |
ρф |
0,11 |
0,23 |
0,41 |
0,53 |
0,40 |
0,33 |
0,25 |
0,18 |
0,13 |
0,14 |
Pотр |
0,27 |
0,28 |
0,05 |
0,08 |
0,17 |
0,20 |
0,27 |
0,29 |
0,20 |
0,03 |
Pпр |
0,03 |
0,08 |
0,04 |
0,09 |
0,11 |
0,10 |
0,09 |
0,06 |
0,03 |
0,005 |
ЗАДАНИЕ 2. Используя программу управления базой данных "Microsoft Excel", по результатам п. 1 построить график и определить угол Брюстера. По углу Брюстера рассчитать показатель преломления стекла.
Рисунок 2. Зависимость коэффициентов зеркального отражении и степени поляризации от угла падения для стекла БС-14.
При угле Брюстера наблюдается максимальная степень поляризации, из графика видно, что угол Брюстера равен 60°.
Следовательно,
Рисунок 3. Зависимость коэффициентов зеркального отражении и степени поляризации от угла падения для стекла БС-11.
При угле Брюстера наблюдается максимальная степень поляризации, из графика видно, что угол Брюстера равен 60°.
Следовательно,
ВЫВОД: В ходе лабораторной работе изучили зависимость отражения света от прозрачной стеклянной пластинки или стопы, определить угловую зависимость степени поляризации отраженного и преломленного света, а также рассчитать показатель преломления материала на основе полученных экспериментальных измерений. Погрешность измерений вызвана неточными измерениями и погрешностью установки.