Материал: Методические указания для выполнения лабараторных работ. Оптика и атомная физика

Указания по подготовке к работе

Занести Таблицы 8.1 и 8.2 в протокол эксперимента.

Ознакомится с измерением углов на гониометре по лаб. работе 5.

Указания по проведению эксперимента

При выполнении работы надлежит неоднократно определять углы

θ1

падения света на пластину (см. рис. 8.3), для чего следует:

Ослабить установочные винты и снять с поворотного столика стеклянную пластину 5. Установить зрительную трубу 8 по направлению падающего из коллиматора 3 света. Правильность установки контролиру-ется по микроамперметру, показание которого должно быть максималь-ным. Убедиться, что поворот поляроида на любой угол не влияет на пока-зания микроамперметра. Записать показание микроамперметра (в делени-ях шкалы), пропорциональное интенсивности I падающего света в верх-

ной трубы по отсчетному устройству гониометра и записать его в табл. 8.1. Инструкция по устройству гониометра и снятию показаний уг-лов приведена в лаб. раб. 5. С помощью стопорного винта зафиксировать положение зрительной трубы.

Поставить столик и закрепить стеклянную пластину 5. Установить зри-тельную трубу в положение, соответствующее углу α = α₂ −α₁ = 20 . Повер-

нуть стеклянную пластину так, чтобы отраженный от нее свет падал на зрительную трубу (фиксировать по показаниям микроамперметра) и за-писать в протокол (табл. 9.1) ее угловое положение α₂ . Зафиксировать это

56

положение зрительной трубы с помощью стопорного винта. Угол падения, как это видно из рис. 8.2, определяется выражением. θ1 = 180 −α 2 .

Вращая в этом положении поляроид вокруг свей оси, записать по-казания микроамперметра при двух положениях поляроида: когда его

максимальное показание соответствует интенсивности I _max = I_⊥⁽¹⁾ отра-женного света, поляризованного света в плоскости, перпендикулярной плоскости падения; и минимальное (при повороте поляроида на π 2 ) −

сти падения. Результаты занести в табл.8.1.

α1

α2

Определение угла Брюстера. I = ...дел

На рис. 8.3 показаны зависимости коэффициентов от угла падения границу раздела двух диэлектриков

(8.1)

Рис. 8.3. Зависимость коэффициентов отражения R и прохождения T электромагнитной волны от угла падения на границу раздела двух диэлектриков

55

ния

Из формул (8.1) видно, что при θ1 + θ2 = π 2 коэффициенты отраже-R = 0, R⊥ 0. Следовательно, в этом случае отраженная волна линейно

поляризована в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. Угол паде-ния θ1 , удовлетворяющий условию θ1 + θ 2 = π 2 , называют углом Брюстера. Проходящая волна в этом случае поляризована частично; для нее T T_⊥ . За-кон преломления света sin θ1 / sin θ2 = n2 n1 (закон Снеллиуса) для угла Брю-

стера принимает вид tgθ1 = tgθБ = n2 n1 . При n1 = 1 и n2 = n

tgθ1 = tgθБ = n (8.2)

Таблица 8.1

R	⊥	= I	(1)	I
			⊥

Продолжение табл. 8.1

30

50

до

до

Указания по обработке результатов

Вычислить в табл. 8.1. углы

θ1

падения света на пластинку, при кото-

рых проводились измерения.

Вычислить коэффиценты отражения

Построить графики зависимостей R

R ⊥

⊥

и

и

R

R

табл. 8.1.

от угла падения

θ1

света

на пластину и сравнить с графиками на рис. 8.3.

4. По графику R определить угол Брюстера. По формуле (8.2) рассчи-

тать показатель преломления стекла отражающей пластины. Значения

⊥

и

R

из табл. 8.1., соответствующие углу Брюстера θ₁ = θ_Б , занести в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Сравнение теории с опытом

57

0

5. Заполните табл. 8.2., рассчитав теоретические значения

и

(R )т

при угле Брюстера и сравните их с экспериментальными значениями

этих параметров. На основе этого сравнения сделайте заключение о соответ-ствии теории и опыта.