- •Часть 5
- •Кольца Ньютона
- •Вывод расчетной формулы
- •Установка для наблюдения колец Ньютона
- •Порядок измерений
- •Расчет длины волны
- •Графический метод обработки данных для определения длины волны
- •Определение длины волны света при помощи колец Ньютона
- •2. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
- •Дифракционная решётка
- •Характеристики дифракционной решётки
- •Описание установки
- •Поворот маховика 15 производить плавно и без сильного нажима!
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 2 форма отчета
- •Измерение длины волны света с помощью дифракционной решётки
- •3. Получение и исследование поляризованного света
- •Явление двойного лучепреломления
- •Анализ линейно поляризованного света. Закон Малюса
- •Получение света, поляризованного по эллипсу и кругу
- •Анализ эллиптически поляризованного света
- •Экспериментальная часть работы Описание установки
- •Подготовка установки к работе
- •Проверка закона Малюса
- •Исследование круговой поляризации
- •Исследование эллиптической поляризации
- •Получение и исследование поляризованного света
- •Дата _________________________
- •Основные расчетные формулы
- •Приборы и их характеристики
- •Исследование круговой поляризации
- •Исследование эллиптической поляризации
- •4. Изучение дифракции и поляризации лазерного излучения
- •Особенности лазерного излучения
- •Описание экспериментальной установки
- •Определение длины волны лазерного излучения. Вывод расчетной формулы
- •Порядок выполнения работы
- •Внимание!
- •Изучение характера поляризации лазерного излучения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Часть 5
- •62002, Екатеринбург, ул.Мира, 19
Анализ эллиптически поляризованного света
Для анализа эллиптически поляризованного света используется второй поляроид (анализатор). Оптическая система состоит в этом случае из поляризатора, пластинки /4 и анализатора. Поляризатор создает линейно поляризованную волну; в кристаллической пластинке /4 возникают две волны, колебания в которых по выходе из пластинки происходят с постоянной разностью фаз во взаимно перпендикулярных плоскостях. Анализатор пропускает составляющие каждого из этих колебаний вдоль своей оси пропускания. Иными словами, после анализатора свет становится вновь линейно поляризованным, а его интенсивность зависит от углов между осями поляризатора и пластинки /4 (рис.3.8). На рис.3.8 Еm – амплитуда линейно поляризованной волны, колебания которой происходят вдоль оси поляризатора П; Еm,0 и Еm,e – амплитуды двух взаимно перпендикулярных колебаний, прошедших через пластинку /4. После прохождения через анализатор амплитуда этих колебаний определяется проекциями Е01 и Е02 амплитуд Еm,0 и Еm, e на ось анализатора А:
(3.9)
где – угол между осями поляризатора и анализатора.
Результат сложения колебаний, происходящих в одном направлении, зависит от разности фаз между ними. Интенсивность I результирующего колебания
(3.10)
В нашем случае .
Подставляем в (3.10) Е01 и Е02:
(3.11)
(3.12)
Зависимость I от угла () в полярных координатах представлена на рис.3.9 для различных значений угла . Интенсивность на рисунке показана длиной радиус-вектора. Рис.3.9б, г соответствуют эллиптически поляризованному свету, падающему на анализатор. Из этих рисунков можно определить соотношение длин полуосей эллипса . При (рис.3.9,в) , т.е. интенсивность света, прошедшего через анализатор не зависит от угла его поворота . Это соответствует круговой поляризации ( ). Рис.3.9а,д отражают зависимость I () при = 0 и 2. Нетрудно заметить, что через пластинку в этом случае проходит только обыкновенный (или необыкновенный) луч, и свет оказывается линейно поляризованным. В результате зависимость I() соответствует закону Малюса (3.1).
Рис.3.9. Зависимость интенсивности поляризованного света, прошедшего через пластинку
Экспериментальная часть работы Описание установки
Лабораторная установка состоит из источника света , поляризатора , пластинки , анализатора , фотоэлемента. В качестве источника света используется лампа накаливания cо светофильтром.
Рис.3.10. Схема расположения оптических приборов установки.
Так как при исследовании поляризованного света требуется определение углов поворота поляризатора, анализатора и пластинки ; поэтому поляризационные приборы снабжаются оправами с цифровыми делениями (рис.3.10). На рис.3.10 показана часть установки, содержащая поляризатор, анализатор и обойму с пластинкой , которая может убираться из зоны прохождения света.
При выполнении лабораторной работы используется система сбора данных NI DAQ и программа обработки экспериментальных данных, разработанная в среде LabView.
На рис.3.11 представлена лицевая панель программы измерений.
Рис.3.11. Вид лицевой панели виртуального прибора для исследования поляризованного света на экране компьютера.