51294

Изучение поляризации отраженного от диэлектриков света

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: Изучение свойств света поляризованного при отражении от диэлектриков; изучение законов поляризации света при отражении от прозрачной среды; изучение методов определения показателя преломления диэлектрика по степени поляризации отраженного света...

Русский

2014-02-08

328 KB

1 чел.

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Брестский государственный технический университет

Кафедра физики.

Отчет

По лабораторной работе № О-9

«Изучение поляризации отраженного от диэлектриков света».

Выполнил студент

Строительного факультета

Группы РП-12

Тукало М.М.

Проверил : Кандилян Г.С.

Брест 2004

Лабораторная работа О-9

 Изучение поляризации отраженного от диэлектриков света

Цель работы: Изучение свойств света, поляризованного при отражении от                         диэлектриков; изучение законов поляризации света при отражении от прозрачной среды; изучение методов определения показателя преломления диэлектрика по степени поляризации отраженного света..

Приборы и принадлежности: Источник света; коллиматор; исследуемые образцы; анализатор; фотоэлемент; собирающая линза; миллиамперметр; транспортир.

Ход работы:

Подробно явление поляризации света рассмотрено в лабораторной работе №3, где введены понятия линейно и циклически (эллиптически) поляризованного света. Качественно объясняется различие между естественным и поляризованным светом. Напомним  лишь, что частично поляризованный свет можно рассматривать как совокупность одновременно распространяющихся в одном и том же направлении естественного и линейно поляризованного света.

    Рассмотрим случай, когда на анализатор (в качестве анализатора может быть использована призма Николя или поляроид) перпендикулярно плоскости рисунка (рис.1) падает линейно поляризованный свет, световой вектор которого  направлен вдоль линии р—р’. Пусть электрический вектор  света, пропускаемого анализатором, направлен вдоль линии а—а’, составляющий с р—р’ 

угол . Падающий свет в плоскости р—р’ можно представить в виде двух волн, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Волна, электрический вектор которой  перпендикулярен а—а’,не может пройти через анализатор. Вторая волна, электрический вектор  которой лежит в плоскости а—а’,полностью проходит через анализатор. Из рис. 1 видно, что , где - угол между электрическим вектором падающей волны и осью анализатора. Как известно, интенсивность электромагнитной пропорциональна квадрату амплитуды электрического вектора (I  E2). Следовательно, интенсивность света Ia, прошедшего через анализатор, будет пропорциональна интенсивности падающего линейно поляризованного света Ip и cos2

                                         Ia=Ipcos2                               (9.1)

Это соотношение называется законом Малюса.

    Рассмотрим теперь, что происходит при отражении естественного света от диэлектрика. Естественный свет можно представить в каждый момент времени как суперпозицию двух линейно поляризованных волн. В нашем случае удобно выбрать направление электрического вектора одной электромагнитной волны в плоскости падения, а второй - перпендикулярно плоскости падения.

      Падая на границу раздела двух диэлектрических сред, свет возбуждает во второй среде колебания диполей, которые являются источниками вторичных волн, формирующих отраженную волну (рис.2). Если молекулы изотропны, направление колебаний диполей совпадает с электрическим вектором световой волны, т.е. для второй среды оно перпендикулярно оси ОС. Колебания диполей во второй среде рассмотрим как суперпозицию колебаний двух диполей, один из которых перпендикулярен плоскости падения, а другой параллелен. Интенсивность излучения диполя , где Q- угол между направлением колебания диполя и направлением наблюдения.

    Из рис.2 видно, что угол между направлением колебания диполя, колеблющимся в плоскости падения, и направлением отражения света составляет  , следовательно, интенсивность отраженной волны, поляризованной в плоскости падения .

    Рассмотрим случай, когда выполняется условие  , т.е. угол между преломленной и отраженной волной составляет 90 , которое известно как условие Брюстера. В этом случае волна, поляризованная в плоскости падения, отражаться не будет, т.к. диполь в направлении своих колебаний не излучает ( )

    Количественной мерой поляризации света при отражении служит степень поляризации

                                                                          (9.2)

где I1 и I2 - интенсивности отраженных волн, поляризованных соответственно перпендикулярно и в плоскости падения.

    При выполнении условия Брюстера отраженный свет будет полностью поляризован Р=1, потому что I2=0. Тогда закон преломления перепишется в следующем виде: ,т.е. Здесь Б- называют углом

                                                                                           (9.3)

Брюстера, а п- относительный показатель преломления диэлектрической среды. Т.о. естественный свет, падающий на диэлектрик, при отражении от него частично линейно поляризуется в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. Максимальная поляризация отраженного света достигается при падении его на диэлектрик под углом Брюстера (б). Полной поляризации наблюдаться не будет из-за немонохроматичности излучение, расходимости пучка, неидеальной поверхности образца, наличии поглощения в диэлектрике и т.д. В этом случае выполняется условие б+=90 и . Сказанное составляет содержание закона Брюстера.

Описание установки.

    Установка, используемая для проведения настоящей работы (рис.3) состоит из источника света (1), коллиматора (2), исследуемого образца (3), анализатора (4), линзы (5), фотоприемника (6) и миллиамперметр (7).

Свет от источникам (1), проходя через коллиматор (2), параллельным пучком падает на исследуемый образец (3), имеющий ось вращения перпендикулярную плоскости падения луча. Отраженный пучок, проходя через анализатор (4), собирается линзой (5) на фотоэлементе (6), электрический сигнал с которого регистрируются миллиамперметром (7). Анализатор может вращаться  вокруг оси АА. Угол поворота  анализатора определяется по шкале. Величина фототока, регистрируемая миллиамперметром (7), пропорциональна интенсивности светового  потока, падающего на фотоэлементе.

Проводим измерения данные заносим в таблицы:

Угол падения

max фототок

min фототок 

Степень поляризации

1

30

72

63

0,067

2

35

70

61

0,069

3

40

74

60

0,104

4

45

78

59

0,139

5

50

87

65

0,145

6

55

95

76

0,111

7

60

114

92

0,107

8

65

119

98

0,097

9

70

74

68

0,042

10

75

82

72

0,064

11

80

80

80

0,053

Угол Бюстера равен 50

Угол падения

max фототок

min фототок 

Степень поляризации

1

45

66

52

0,119

2

46

63

48

0,135

3

47

72

53

0,152

4

48

68

52

0,133

5

49

71

53

0,145

6

50

77

56

0,158

7

51

69

52

0,140

8

52

66

52

0,119

9

53

70

55

0,120

10

54

74

56

0,138

11

55

74

58

0,140

Вывод: В ходе лабораторной работы ознакомились с установкой и изучили поляризации отраженного от диэлектриков света.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35272. Тема. Обчислення інтегралу по формулі Сімпсона. 26 KB
  Обчислення інтегралу по формулі Сімпсона. Навчитися обчислювати інтеграл по формулі Сімпсона; склаcти алгоритм. Обчислити інтеграл по формулі Сімпсона при заданому значенні 16 include iostrem. Які проста та узагальнена формули Сімпсона Сформулюйте ідею методу Якою повинна бути розбивка відрізку на частини Яка оцінка похибки методу Сімпсона Який ступінь точності методу Який звязок формули Сімпсона та НьютонаКотеса .
35273. Тема. Метод Крилова побудови власного багаточлена матриці. 36 KB
  h void min { int klj; double [3][3]b[3][3]y0[3]y1[3]y2[3]y3[3]y4[3]yn1yn2yn3yn4Sum1Sum2Sum3Sum4; double x1x2x3x4d0d1d2d3102030213132; cout Vvedite mtritsy endl; fork=0;k =3;k { forl=0;l =3;l cin b[k][l]; } cout Vvedite nylevou vektor endl; fork=0;k =3;k cin y0[k]; fork=0;k =3;k { forl=0;l =3;l { yn1=b[k][l]y0[l]; Sum1=Sum1yn1; } y1[k]=Sum1; } fork=0;k =3;k { forl=0;l =3;l { yn2=b[k][l]y1[l]; Sum2=Sum2yn2; } y2[k]=Sum2; } fork=0;k =3;k {...
35274. Тема: Масиви. Селективна обробка масивів Ціль роботи: вивчити роботу з масивом як зі складеним типом даних 369 KB
  Відповідно до індивідуального завдання розробити алгоритм ініціалізації масиву селективної обробки масиву. 7 Знайти суму позитивних чисел масиву Контрольні запитання 1.Які типи мови С можна і не можна вказувати як тип при оголошенні масиву 4.У яких випадках розмірність масиву при оголошенні можна не вказувати 5.
35275. Тема: Обробка символьних даних Ціль роботи: вивчити і навчитися використовувати масиви символьних даних. 184 KB
  Обладнання: ПКПО Borlnd C Хід роботи 1. Для роботи з рядками використовувати покажчики на тип chr масиви покажчиків.Підготуватися до захисту лабораторної роботи вивчивши питання по даній темі.
35276. Тема: Використання бібліотечних функцій для роботи із символьними даними Ціль роботи: виробити практичні н. 54 KB
  Лабораторна робота № 24 Тема: Використання бібліотечних функцій для роботи із символьними даними Ціль роботи: виробити практичні навички в написанні програм з використанням бібліотечних функцій для роботи із символьними даними. Обладнання: ПКПО Borlnd C Хід роботи ТБ КОТ 1.Підготуватися до захисту лабораторної роботи вивчивши питання по даній темі.Який заголовний файл необхідний для роботи з бібліотечними функціями обробки символьних даних 2.
35277. Вкладені цикли. Багатомірні масиви. Масиви покажчиків 54.5 KB
  Показати використання різних видів синтаксичних конструкцій включаючи індексні вираження і покажчики на тип елементів масиву для доступу до елементів масиву. Поясните організацію збереження елементів масиву.Як відбувається масштабування при послідовному разіменування покажчика імені масиву у процесі доступу до елементів Які синтаксичні конструкції можна використовувати для доступу до елементів масиву 3.Приведіть загальну формулу для масиву Тип Ім'я [N][M][K] при доступі до заданого елемента Ім'я [i][j][k] і поясните її.
35278. Тема: Розробка програм зі складеними типами даних Ціль: виробити практичні навички в написанні програм з ви. 77 KB
  Як виробляється ініціалізація данчленів структури Які особливості ініціалізації масивів і структурчленів структури вкладених структур 6.Чи можна робити неповну ініціалізацію структури не для всіх членів структури 7.У чому відмінність об'єднання від структури 13.Як здійснюється доступ до данчленів структури об'єднання 14Як здійснюється доступ до данчленів структури розташованої в масиві структур.
35279. Тема: Використання покажчиків для роботи зі складеними типами даних Ціль роботи: виробити практичні навичк. 79 KB
  Використовувати покажчики як члени структури а також для доступу до членів структури і роботи з ними.Чи можна використовувати масиви і структури як данчлени структур вкладені оголошення 3.Чи можна використовувати в якості вкладені структури що повідомляється свого типу а також покажчики на структури свого типу 4.Як оголосити покажчик на структуру масив покажчиків на структури Чи існують різні варіанти оголошення 5.
35280. Тема: Використання покажчиків для роботи з функціями Ціль роботи: виробити практичні навички в написанні п 56.5 KB
  Використовувати покажчики для виклику відповідних функцій.Чи можна використовувати покажчики для передачі даних у функції 2.Чи можна використовувати покажчики для роботи з функціями різного типу 7.Як використовувати покажчики для виклику функції 10.