ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.01.2021
Просмотров: 463
Скачиваний: 1
16
хроматическом
свете
места
максимумов
в
первом
случае
должны
обра
-
титься
в
места
минимумов
во
втором
случае
и
обратно
.
Условия
интерференционных
минимумов
и
максимумов
при
b
=
p
/2
определяется
выражениями
:
(min)
d
= 2m
p
(m = 0, 1, 2,
¼
), (8)
(max)
d
= (2m + 1)
p
(m = 0, 1, 2,
¼
).
(9)
При
a
=
p
/4
амплитуды
интерферирующих
волн
одинаковы
,
и
видимость
интерференции
максимальна
.
При
b
= 0
условия
минимумов
и
максимумов
поменяются
местами
по
сравнению
с
только
что
рассмотренным
случаем
(
b
=
p
/2).
Визуально
удобнее
регистрировать
интерференционные
минимумы
,
поэтому
ниже
приведём
условия
интерференционных
минимумов
для
слу
-
чаев
b
=
p
/2
и
b
= 0.
Из
(7), (8)
и
(1)
следует
:
(min)
b
=
p
/2
d
(
n
e
–
n
o
)
= m ·
l
, (10)
(min)
b
= 0
d
(
n
e
–
n
o
)
=
(
m +
1/2) ·
l
.
(11)
Если
свет
от
лампы
накаливания
пропустить
через
монохроматор
и
затем
через
систему
с
плоскопараллельной
кристаллической
пластинкой
,
представленную
на
рис
. 1,
то
в
зрительную
трубу
монохроматора
будут
наблюдаться
цветные
интерференционные
полосы
.
Темные
интерферен
-
ционные
минимумы
будут
наблюдаться
для
тех
длин
волн
,
для
которых
выполняются
условия
(10)
или
(11).
Целями
настоящей
работы
являются
:
а
)
наблюдение
хроматической
поляризации
–
интерференции
,
воз
-
никающей
в
результате
прохождения
светом
системы
из
двух
поляризато
-
ров
и
размещённой
между
ними
кристаллической
пластинки
,
вырезанной
параллельно
оптической
оси
;
б
)
определение
показателя
двупреломления
D
n
= (
n
e
–
n
o
)
для
квар
-
цевой
пластинки
по
данным
измерений
интерференционных
полос
.
Схема
экспериментальной
установки
приведена
на
рис
. 3.
Источник
света
S
(
лампа
накаливания
)
размещается
в
фокальной
плоскости
линзы
L
1
,
которая
посылает
параллельный
пучок
света
через
17
поляризатор
P
,
плоскопараллельную
кристаллическую
пластинку
d
и
анали
-
затор
A.
Линза
L
2
посылает
сходящийся
световой
пучок
на
щель
монохрома
-
тора
M
.
Цветные
интерференционные
полосы
наблюдаются
в
зрительную
трубу
монохроматора
.
Оптическая
ось
кристаллической
пластинки
ориенти
-
рована
под
углом
45
o
к
плоскости
поляризатора
P
.
Кристаллическая
пластин
-
ка
может
вводиться
в
пучок
и
выводиться
из
пучка
.
Анализатор
A
может
вращаться
в
оправе
,
при
этом
угол
b
изменяется
от
0
o
до
90
o
.
Порядок
измерений
1.
Собрать
экспериментальную
установку
в
соответствии
с
рис
. 3.
2.
Вывести
кристаллическую
пластинку
из
пучка
.
3.
Поворачивая
анализатор
,
добиться
максимального
пропускания
света
системой
поляризатор
-
анализатор
(
b
= 0).
4.
Перемещая
линзы
L
1
и
L
2
,
добиться
хорошего
светового
пятна
на
входе
монохроматора
(
диаметр
светового
пятна
»
1
см
,
равномерная
осве
-
щённость
,
резкая
граница
света
и
тени
).
5.
Отрегулировать
входную
щель
монохроматора
,
чтобы
в
зритель
-
ную
трубу
наблюдался
достаточно
яркий
непрерывный
спектр
.
6.
Ввести
в
пучок
кристаллическую
пластинку
,
после
чего
в
поле
зрения
должна
появиться
система
интерференционных
полос
.
L
2
A d P L
1
S
*
M
Рис
. 3.
Схема
экспериментальной
установки
18
7.
Измерить
положения
десяти
последовательных
интерференцион
-
ных
минимумов
(
для
b
= 0)
в
некоторой
области
спектра
(
по
указанию
преподавателя
).
8.
Повернуть
анализатор
на
90
o
(
b
=
p
/2).
Убедиться
,
что
системы
интерференционных
полос
при
b
= 0
и
b
=
p
/2
являются
взаимно
допол
-
няющими
.
9.
Вывести
кристаллическую
пластинку
из
пучка
и
убедиться
,
что
свет
через
систему
не
проходит
.
10.
Ввести
в
пучок
кристаллическую
пластинку
и
измерить
положе
-
ние
десяти
последовательных
интерференционных
минимумов
(
для
b
=
p
/2)
в
другой
области
спектра
.
Обработка
результатов
измерений
Результаты
измерений
положений
интерференционных
минимумов
выражаются
в
единицах
шкалы
барабана
монохроматора
.
Для
перевода
этих
значений
в
длины
волн
следует
использовать
градуировочную
зави
-
симость
монохроматора
(
уравнение
,
связывающее
показания
барабана
с
длиной
волны
).
Для
монохроматора
УМ
-2
градуировочная
зависимость
имеет
вид
:
l
i
=
l
o
+
a
(
N
i
– N
o
)
³
+
b
(
N
i
– N
o
),
(12)
где
N
o
–
отсчёт
по
барабану
монохроматора
для
наиболее
яркой
линии
рту
-
ти
в
фиолетовой
области
(
l
o
= 4046
o
A ),
a
= 1,4 · 10
-7
,
b
= 0,5,
l
o
= 4046 (
l
i
–
выражается
в
ангстремах
).
Условия
(10)
и
(11)
для
10
измеренных
последовательных
тёмных
интерференционных
полос
можно
записать
в
виде
:
D
n · d
= (
K
o
+ i
) ·
l
I
,
(13)
где
K
o
–
неизвестное
число
,
целое
для
b
=
p
/2
и
полуцелое
для
b
= 0,
l
i
–
дли
-
на
волны
соответствующего
интерференционного
минимума
,
i
= 0, 1,
¼
, 9
–
порядковый
номер
интерференционного
минимума
.
Из
(13)
следует
1/
l
i
=
K
o
/(
D
n · d
) +
i/
(
D
n · d
).
19
Показатель
двупреломления
D
n
кварца
не
зависит
от
длины
волны
(
т
.
е
.
дисперсионные
зависимости
n
o
и
n
e
для
кварца
совершенно
одинако
-
вы
).
Таким
образом
,
обратная
l
i
величина
описывается
линейной
зависи
-
мостью
от
порядкового
номера
i
интерференционного
минимума
1
/
l
i
= A + B · i,
(14)
где
A = K
o
/(
d
D
n
), B = 1/(
d
D
n
).
Коэффициенты
A
и
B
линейной
зависимости
(14)
можно
найти
из
графика
1
/
l
i
= f
(
i
).
С
этой
целью
:
1.
Построить
график
1
/
l
i
=
f
(
i
).
2.
Провести
прямую
по
методу
наименьших
квадратов
и
определить
коэффициенты
A
и
B
,
а
также
K
o
=
A/B
,
D
n
= 1/(
d · B
).
(
Используемая
в
настоящей
работе
пластинка
кварца
имеет
толщину
d
= 4,0
мм
).
Контрольные
вопросы
.
1.
Закон
Малюса
.
2.
Устройство
поляризаторов
.
3.
Явление
хроматической
поляризации
света
.
4.
Интерференция
поляризованного
света
в
параллельных
лучах
.
Расчёт
интенсивности
.
5.
Методика
лабораторной
работы
.
Литература
: [3] § 79.
Список
литературы
1.
Калитеевский
Н
.
И
.
Волновая
оптика
/
Н
.
И
.
Калитеевский
. –
СПб
. :
Лань
, 2006. – 465
с
.
2.
Фриш
С
.
Э
.
Курс
общей
физики
/
С
.
Э
.
Фриш
.
А
.
В
.
Тиморева
–
М
. :
Физматлит
, 2005. – 724
с
.
3.
Сивухин
Д
.
В
.
Общий
курс
физики
. /
Д
.
В
.
Сивухин
. –
М
. :
Физмат
-
лит
, 2002. –
Т
. 4 :
Оптика
. – 792
с
.
20
Учебное
издание
ПРАКТИКУМ
ПО
КУРСУ
ОБЩЕЙ
ФИЗИКИ
.
ОПТИКА
Учебное
пособие
для
вузов
Составители
:
Голицына
Ольга
Михайловна
,
Рисин
Виталий
Ефимович
,
Чернышёв
Вадим
Викторович
,
Чернышова
Тамара
Даниловна
Редактор
И
.
Г
.
Валынкина
Подписано
в
печать
24.02.09
Формат
60
×
84/16.
Усл
.
печ
.
л
. 1,16
Тираж
100
экз
.
Заказ
. 194
Издательско
-
полиграфический
центр
Воронежского
государственного
университета
.
394000,
г
.
Воронеж
,
пл
.
им
.
Ленина
, 10.
Тел
. 208-298, 598-026 (
факс
)
http://www.ppc.vsu.ru; e-mail: pp_center@ppc.vsu.ru
Отпечатано
в
типографии
Издательско
-
полиграфического
центра
Воронежского
государственного
университета
.
394000,
г
.
Воронеж
,
ул
.
Пушкинская
, 3.
Тел
. 204-133