Роботи icon

Роботи




Скачати 98.22 Kb.
НазваРоботи
Дата04.06.2012
Розмір98.22 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО





МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ “ФІЗИКА

“ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ МАЛЮСА Й ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ ПОЛЯРИЗАЦІЇ СВІТЛА”

(РОЗДІЛ “ХВИЛЬОВА ОПТИКА”)

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ





КРЕМНЧУК 2011

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Перевірка закону Малюса й визначення ступеня поляризації світла” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Рецензент:


Кафедра фізики


Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського

Протокол №____ від «____» ____________ 2011р.


Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А. Сергієнко

^ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3-4

ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ МАЛЮСА Й ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ ПОЛЯРИЗАЦІЇ СВІТЛА

Тема роботи: Поляризація світла.

Мета роботи: Вивчення явища поляризації світла, експериментальна перевірка закону Малюса, визначення ступеня поляризації світла.

Технічне обладнання

Установка для перевірки закону Малюса, що складається з поляризатора, аналізатора, фоторезистора й освітлювача, випрямляч ВУП-2, вольтметр на 150 В, міліамперметр на 10 мА, реостат, з’єднувальні провідники.

Загальні вказівки

Природне світло являє собою сукупність світлових хвиль, у яких вектори напруженості електричних полів мають різну просторову орієнтацію. Якщо орієнтація векторів напруженості світлових хвиль якимсь чином упорядкована в просторі повністю або частково, то сукупність таких світлових хвиль є повністю або частково поляризоване світло. Найпростішим видом поляризованого світла є плоскополяризоване світло. Для променя плоскополяризованого світла вектори напруженості електричних полів усіх світлових хвиль лежать в одній площині, для пучка світлових променів – у паралельних площинах. Площину, в якій знаходяться вектори напруженості електричних полів, називають площиною коливань (площина ЕОr на рис. 12), площину, в якій лежать вектори напруженості магнітних полів, – площиною поляризації (площина HОr на рис. 12).

Речовини, що перетворюють неполяризоване світло у плоскополяризоване світло, називають поляризаторами. В якості поляризаторів застосовують поляризуючі призми й поляроїди. Плоскополяризоване світло одержують також від лазерних випромінювачів.

Часткова поляризація світла відбувається при відбитті й заломленні його на межі двох діелектриків. Поляризація світла при відбитті й заломленні обумовлена поляризацією діелектрика електричним полем світлової хвилі. Відповідно до закону Брюстера, відбитий промінь максимально поляризований, якщо тангенс кута падіння дорівнює відносному показнику заломлення другого середовища відносно першого

.

Поляризуючі призми виготовляють із прозорих кристалів, які дають подвійне променезаломлення. Найчастіше для цього застосовуються кристали ісландського шпату. Для виготовлення поляризуючої призми Ніколя дві прямокутні призми склеюють канадським бальзамом. У призмі промінь природного світла розділяється на два промені, поляризовані у взаємно перпендикулярних площинах (рис. 13). Промінь звичайний зазнає повного відбиття на шарі клею й поглинається оправою призми, промінь незвичайний проходить через призму. Інтенсивність його без врахування поглинання світла становить половину інтенсивності променя природного світла.

Поляроїд являє собою тонку прозору плівку, на яку нанесені однаково орієнтовані дрібні кристали (наприклад кристали сульфату йодистого хініну).


Метод вимірювання


Інженерно-фізичні дослідження об'єктів у плоскополяризованому світлі виконуються на установках, що містять дві поляризуючі призми (або два поляроїди), джерело світла й приймач світла. Перша призма (поляризатор) перетворює природне світло у плоскополяризоване; друга (аналізатор) застосовується для аналізу світла, що пройшло через досліджуваний об'єкт, який перебуває між поляризатором і аналізатором. Інтенсивність світла, що пройшло через аналізатор,

, (16)

де ^ I0 – інтенсивність світла, що падає на аналізатор;

? – кут між площинами поляризації (або між площинами коливань) поляризатора й аналізатора. Рівність (16) виражає зміст закону Малюса: якщо коефіцієнт поглинання світла матеріалом аналізатора дорівнює k, то інтенсивність світла, що проходить через аналізатор,

. (17)

Схему застосовуваної для виконання лабораторної роботи установки показано на рис. 14. Світло від лампи Л проходить через поляризатор П і аналізатор А. Як поляризатор і аналізатор застосовуються поляроїди. Оправа поляроїдів має кругову шкалу, проградуйовану в кутових градусах, індекс для відліку кутів знаходиться на штативі поляроїду. Як приймач світла застосовується фоторезистор ФС – напівпровідниковий елемент установки, електричний опір якого залежить від інтенсивності падаючого на нього світла. Напругу на фоторезистор подають від випрямляча ВУП-2 через реостат R, величину напруги контролюють вольтметром. Силу струму, що проходить через фоторезистор, вимірюють міліамперметром. Світлова характеристика фоторезистора нелінійна, але при малій інтенсивності світлових пучків силу фотоструму, що проходить через фоторезистор при сталій напрузі, можна вважати приблизно прямо пропорційною інтенсивності світла, що проходить через аналізатор. Повертаючи навколо напрямку променя поляризатор і аналізатор, вимірюють міліамперметром силу фотоструму й приймають її за значення інтенсивності I. Будують графік залежності I від cos?.

Високоякісні поляризатори повністю поляризують пройдене через них світло. Застосовувані в лабораторній роботі поляроїди поляризують світло частково – коливання одного напрямку переважають над коливаннями інших напрямків. За ступінь поляризації світла приймається співвідношення

, (18)

де Imax та Imin – максимальна й мінімальна інтенсивність світла, що проходить через поляризатор.

Для повністю поляризованого світла Imin = 0 і Р = 1, для не поляризованого світла Imin = Imax і Р = 0.

Виконання роботи

  1. Зібрати електричну схему установки, показану на рис. 14. Повзунок реостата R виставити в положення, яке відповідає мінімальній напрузі на фоторезисторі. Шкали поляризатора й аналізатора встановити на нуль (360°). Включити в мережу освітлювач і випрямляч. Повільно переміщаючи повзунок реостата, установити на фоторезисторі напругу 80 В. Виміряти величину фотоструму.

  2. Повернути поляризатор на кут 20°. За показами вольтметра контролювати напругу. Якщо напруга змінилася, за допомогою реостата встановити попереднє її значення. Виміряти величину фотоструму.

  3. Повторити описаний дослід для кутів 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 90°, 110°, 120°, 130°, 140°, 150°, 160°, 180°. При всіх змінах кута напругу підтримувати постійною.

  4. Залишити поляризатор на поділці 180°, повернути аналізатор на кут 20°, провести вимірювання струму. Повторити дослід для кутів 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 90°, 110°, 120°, 130°, 140°, 150°, 160°, 180°. Вимкнути апаратуру.

  5. За парами значень струму знайти середнє його значення для кожної величини кута:

.

  1. Побудувати графік залежності від соs2? .

При побудові графіка середину осі соs2? прийняти за нуль, а вправо і вліво від нього відкласти позитивні значення соs2?.

  1. За максимальним і мінімальним значенням струму обчислити ступінь поляризації світла (18).

  2. Результати вимірювань і розрахунків занести до табл. 4.

Таблиця 4

?, град.

соs2?

Іп, мА

Іа, мА

, мА

Р

0

1,00













20

0,884










30

0,750










40

0,586










50

0,413










60

0,250










70

0,117










90

0,00










110

0,117










120

0,250










130

0,413










140

0,586










150

0,750










160

0,884










180

1,00










Зміст звіту: назва й номер лабораторної роботи, схема установки, графік залежності від соs2?, таблиця результатів роботи.


Контрольні питання

  1. Що являє собою неполяризоване світло?

  2. Яке світло називають плоскополяризованим? Що таке площина коливань і площина поляризація плоскополяризованого світла?

  3. За допомогою яких речовин і пристроїв неполяризоване світло можна перетворити у плоскополяризоване світло?

  4. Що таке ступінь поляризації світла?

  5. Поясніть призначення поляризатора й аналізатора.

  6. Сформулюйте закон Малюса з урахуванням поглинання світла і без урахування поглинання світла.

  7. Сформулюйте закон Брюстера.

  8. У чому полягає подвійне променезаломлення світла?

  9. Поясніть проходження світла через призму Ніколя.

  10. Що являють собою поляроїди? Яке їх застосування?

Література: [1, т.3, § 8.1-8.5; 2, т.2, § 134-136, 141; 3, с. 574-576] .


^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Детлаф А.А. и др. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1972, - Т.3.

  2. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972. - Т.2.

  3. Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов.энцикло­педия, 1983.

Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. - М.: Наука, 1962.

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Перевірка закону Малюса й визначення ступеня поляризації світла” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Відповідальний за випуск зав. кафедри фізики О.І.Єлізаров


Підп. до др._____________. Формат 60Ч84 1/16. Папір тип. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. _________. Наклад________прим. Зам. №_____. Безкоштовно.


Видавничий відділ

Кременчуцького національного університету

імені Михайла Остроградського

вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600

Схожі:

Роботи iconМіністерство освіти І науки України
Усі ці елементи бакалаврської роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconМіністерство освіти І науки України
Усі ці елементи курсової роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconОрганізація самостійної роботи з екстернами
Організаційна робота у цьому напрямі включає складання плану роботи, підготовку методичної документації з самостійної роботи, розробку...
Роботи iconПлан роботи Відділу освітньо-виховної роботи та організації дозвілля Івано-Франківського національного медичного університету
...
Роботи iconМетодичні рекомендації до виконання та захисту для студентів психологічних відділень
Усі ці елементи курсової роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconМетодичні вказівки для самостійної роботи студента
Формою самостійної роботи, крім реферату є виконання тематичної контрольної роботи за запропонованими варіантами
Роботи iconНаціональний університет „Львівська політехніка” кафедра соціології та соціальної роботи
Теоретична соціологія”,„Теорії та методи соціальної роботи”, „Вступ до практичної соціальної роботи”, „Соціальна політика в Україні”,...
Роботи iconН. А. Тюхтенко керівника відділу методичної роботи і практик доцента І.І. Карташової Службова Відповідно до регламент
Відповідно до регламенту роботи університету у термін з 12. 11. 2012 р по 23. 11. 2012 р відділом методичної роботи і практик була...
Роботи iconПлан роботи цкдс івано-Франківського національного медичного університету на 2011-2012 н р
Організація роботи гуртків художньої самодіяльності на 2011-2012н р відбір учасників,узгодження репертуару та графіків роботи
Роботи icon• один автор може опублікувати лише одну роботу або дві роботи у спів
Структура друкованої роботи: назва роботи великими літерами українською або російською мовою в разі
Роботи icon• один автор може опублікувати лише одну роботу або дві роботи у спів
Структура друкованої роботи: назва роботи великими літерами українською або російською мовою в разі
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи