8. Наставление по обработке результатов и выводу формул

1. Вычислить ширину щелей

.

где φ – угол поворота луча, соответствующий первому дифракционному минимуму.

2. Оценить погрешность измерения ширины щелей.

3. Записать результат с учетом погрешности.

4. Сравнить полученную величину с измеренной шириной щели в пункте 4 второй части работы.

5. Вычислить расстояние между щелями. Так как между главными минимумами первого порядка имеется пять дополнительных максимумов и угол поворота лучей, соответствующий первому главному минимуму мал, то для расчета расстояния между щелями можно пользоваться приближенной формулой

6. Оценить погрешность измерения расстояния между щелями и записать результат.

9. Контрольные вопросы

1. При каком условии будут наблюдаться максимумы и минимумы при дифракции на одиночной щели?

2. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

3. Какой физический смысл имеет зона Френеля?

4. От чего зависит количество дополнительных максимумов между главными минимумами для дифракционной картины решетки?

Работа 71. Измерение степени поляризации частично поляризованного света

1. Цель работы

Задачей данной работы является измерение степени поляризации света, прошедшего через набор стеклянных пластинок (стопу Столетова).

2. Краткая теория исследуемого явления

Поляризованным называется свет, в котором колебания светового вектора каким-либо образом упорядочены.

Если пространственная ориентация вектора напряженности электрического поля со временем не меняется или изменяется некоторым упорядоченным образом, то свет называют поляризованным. Простейшим видом поляризованного света является плоская поляризация. При этом вектор напряженности электрического поля колеблется, оставаясь в одной и той же плоскости (см. рис.1). На рисунке 1 изображены две проекции вектора напряженности электрического поля световой волны, распространяющейся вдоль оси х.

х

Рис. 1.

Обычные источники света испускают естественный свет, в котором представлены все возможные направления колебаний вектора напряженности электрического поля (см. рис. 2 а).

При падении естественного света на прозрачный диэлектрик, например, стекло, отраженный и преломленный лучи оказываются, как показывает опыт и теория, частично поляризованными (см. рис. 2 б).

а) б)

Рис. 2

Отраженный луч поляризуется преимущественно перпендикулярно плоскости падения, преломленный – преимущественно в плоскости падения.

Если угол падения удовлетворяет условию

tg (i) = n₂₁

(n₂₁ – относительный показатель преломления), то отраженный луч оказывается полностью поляризованным. Такой угол i называется углом полной поляризации, или углом Брюстера, а приведенное соотношение – законом Брюстера.

Степень поляризации преломленного луча при этом достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованным лишь частично.

Таким образом, поток света, прошедший через прозрачный диэлектрик состоит из двух частей – поляризованной и неполяризованной (естественной).

Степенью поляризации частично поляризованного света называется отношение поляризованной составляющей светового потока к общему потоку:

(1)

Здесь – общий световой поток, переносимый частично поляризованной волной, _П и _е – световые потоки, переносимые поляризованной и естественной составляющими волны. Очевидно, что = _е +_П .

Принцип действия стопы Столетова заключается в постепенном возрастании степени поляризации прошедшего света при последовательном преломлении его через параллельные пластинки. Если свет падает на стопу под углом полной поляризации отраженного пучка (углом Брюстера), равным для стекла i_Б = 55⁰,то при достаточном числе пластин степень поляризации может достигать 90%.