Файл: Определение длины световой волны при помощи бипризмы френеля (Лабораторная работа 64).doc

ТЕСТ

1. 
   Что называется периодом дифракционной решетки?
   

а) Ширина щели.

б) Ширина тёмного промежутка между щелями.

в) Суммарная ширина темного промежутка и щели.

2. 
   Как зависит интенсивность I главных максимумов дифракционной картины от числа щелей решетки N?
   

а) ;

б) ;

в) Не зависит.

3. 
   Почему при дифракции белого света от дифракционной решетки максимум
   k-го порядка представляет собой чередование полос разного цвета?
   

а) Длина волны зависит от показателя преломления решетки: .

б) Положение полос на экране зависит от длины волны соответствующего цвета: .

в) Положение полос на экране зависит от периода решетки: .

4. 
   Период дифракционной решетки d = 0,01 мм. Сколько максимумов дифракции получится от решетки при прохождении через неё зелёного света? ( = 0,55 мкм).
   

а) 18; б) 37; в) 36.

5. 
   Среди приведенных формул выберите условия главных максимумов и минимумов освещённости при дифракции от решетки:
   

а) ; б) ;

в) ; г) .
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1) Чем отличается дифракция Фраунгофера от дифракции Френеля?

2) Каково условие главных максимумов и минимумов для щели?

3) Какой луч отклоняется больше при прохождении белого света через дифракционную решетку: красный или фиолетовый?

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
(Лабораторная работа 69)

Цель работы: ознакомиться с методом получения линейно поляризованного света, основанным на прохождении света через поляризаторы.

---

Оборудование и принадлежности: оптическая скамья с линейкой, осветитель, два поляроида, фоторезистор с держателем, фоторегистрирующее устройство УФР, блок питания БЦ-1.
Плоская электромагнитная световая волна является поперечной и представляет собой распространение взаимно перпендикулярных колебаний - вектора напряженности электрического поля ( ) и вектора напряженности магнитного поля ( ). Векторы и перпендикулярны к скорости световой волны и образуют с ней правую тройку векторов (рис. 18.1). Вектор называется световым вектором. В дальнейшем будем рассматривать только его, наличие вектора будем подразумевать, так как взаимодействие с веществом определяется электрическим полем.

Излучение обычного светящегося тела складывается из волн, испускаемых его возбуждёнными атомами. Одновременно излучают много атомов. Излученные ими цуги волн (протяженность цуга порядка 3 м), налагаясь друг на друга, образуют испускаемую телом световую волну. Плоскость колебаний для каждого цуга ориентирована случайным образом. Так как в каждый момент времени излучают различные группы атомов, то в результирующей волне колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга. При этом различные направления вектора в поперечной к направлению распространения волны плоскости равновероятны. Такой световой пучок называется естественным.

---

Свет, в котором направления колебаний вектора упорядочены каким-либо образом и подчиняются некоторой закономерности, называется поляризованным. Если колебания вектора могут совершаться лишь в одном определенном направлении, то свет называется линейно или плоскополяризованным (см. рис. 18.1). При этом плоскость, содержащая луч и вектор , называется плоскостью колебаний. Плоскость, содержащая вектор , называется плоскостью поляризации вектора .

Е
сли же колебания вектора совершаются так, что его конец описывает круг или эллипс, то свет называется соответственно поляризованным по кругу или эллиптически поляризованным.

Поляризованный по кругу и эллиптически поляризованный свет получается в результате сложения двух электромагнитных гармонических монохроматических волн, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях:



При этом для поляризованного по кругу света и

Естественный свет можно представить в виде суммы двух электромагнитных негармонических и немонохроматических волн, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. При этом интенсивности этих волн равны вследствие равновероятности всех направлений вектора

---

в естественном свете.

Д
ля получения линейно поляризованного света из естественного применяются специальные оптические приспособления – поляризаторы. Плоскость колебаний электрического вектора в волне, прошедшей через идеальный поляризатор совпадает с плоскостью поляризатора. Идеальный поляризатор полностью задерживает колебания, перпендикулярные к плоскости (рис. 18.2).

Всякий поляризатор может быть использован для исследования поляризованного света, то есть в качестве анализатора . В этом случае плоскость колебаний электрического вектора в волне, прошедшей через анализатор, будет совпадать с плоскостью анализатора (см. рис. 18.2).

Если на поляризатор падает естественный свет, то интенсивность ( ) плоскополяризованного света, вышедшего из поляризатора, составит половину интенсивности естественного света ( ):

.

Соответственно закону Малюса интенсивность ( ) линейно поляризованного света после прохождения через анализатор зависит от угла, образованного плоскостью колебаний падающего на анализатор поляризованного света и плоскостью анализатора:

. (18.1)

---

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Принципиальная оптическая схема установки представлена на рис. 18.3. Естественный свет от осветителя 1, проходя через поляризатор (поляроид) 2, поляризуется и попадает на анализатор (поляроид) 3. После анализатора 3 свет попадает на фоторезистор 4. Поляризатор и анализатор заключены в оправы с лимбами, позволяющими вращать их вокруг горизонтальной оси. Цена деления лимба 1˚. Все элементы крепятся на оптической скамье с помощью рейтеров. Положение рейтеров на скамье относительно осветителя: рейтер осветителя – 0 см; рейтер поляризатора – 25 см; рейтер анализатора – 40 см; рейтер фоторезистора – 55 см.

Интенсивность света от осветителя 1 изменяется с помощью регулятора на блоке питания БП – 1 и матового стекла. Вращая поляризатор вокруг направления луча, можно изменять угол ( ) между плоскостями поляризатора и анализатора. При этом изменится интенсивность поляризованного света.

Максимальная интенсивность получается при (плоскости поляризатора и анализатора параллельны). Минимальная интенсивность получается при (скрещенные плоскости поляризатора и анализатора).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание: снять график зависимости интенсивности света от угла между плоскостями полязизатора и анализатора .

Все величины, полученные в результате измерений и вычислений, внесите в протокол измерений в соответствии с порядком выполнения работы и формой протокола.

---