Требования по технике безопасности

1. Перед включением блока питания в сеть проверить сохранность изоляции шнура.

2. Во избежание появления царапин не следует касаться руками оптических деталей (поляроиды, конденсор и объектив).

3. Во избежание поломок прозрачного образца не допускать его пережимания прессом.

4. Ограждать защитным колпаком фотоэлемент от попадания на него света в нерабочем состоянии.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Проверка закона Малюса

1. Снять с оптической скамьи напряженный образец 5 и защитный колпачок с фотоэлемента.

2. Включить блок питания осветителя 12 в сеть (рис.3.1).

3. Перемещением объектива 8 на оптической скамье, спроектировать световой пучок на рабочую поверхность фотоэлемента 10.

4. Установить анализатор 6 на «0» по круговой шкале 7.

5. Вращением поляризатора 4 добиться максимального тока по микроамперметру.

6. Вращая анализатор 6 от 0° до 90° через каждые 10° измерить величину фототока. Результаты записать в таблицу 5.1.

7. Так как максимумы повторяются через 180° (от начала отсчета), то каждая четверть окружности даст все измерения интенсивности. Поэтому результаты наблюдений для положения анализатора 180° ÷ 90°, 180° ÷ 270°, 360° ÷ 270° через каждые 10° также записать в таблицу 5.1.

8. Определить средние значения і_ср по горизонтальным строчкам таблицы.

9. Построить график зависимости по экспериментальным данным. На этом же графике представить теоретическую зависимость согласно формуле Малюса

,

так как ~ J, приняв за і₀ – максимальное показание микроамперметра.

Таблица 5.1

α, ° і, мкА α, ° і, мкА α, ° і, мкА α, ° і, мкА α, ° і_ср cos² α

0° 90° 180° 90° 180° 270° 360° 270° 0° 90°

Задание 2. Изучение внутренних напряжений в прозрачной балке методом фотоупругости

1. Закрыть колпачком фотоэлемент 10, повернуть экран 9, укрепить на нем лист белой бумаги.

2. Экран поместить на максимальном расстоянии от анализатора 6.

3. Вращением анализатора получить темное пятно на экране.

4. Между поляризатором и анализатором поместить винтовой пресс с предварительно напряженной моделью (балка из органического стекла).

5. Перемещая объектив 8 по оптической скамье, добиться резкого изображения балки на экране.

6. Зарисовать на бумаге контуры балки, изохромры нулевого порядка (темная область, σ = 0), а также изохоры для хорошо различимых цветов (например: желтый, красный, синий, зеленый) по обе стороны от изохромы нулевого порядка.

7. Используя таблицу 5.3, выписать значения разности хода для отмеченных изохром. Данные занести в таблицу 5.2.

Толщину образца принять равной 1 см.

8. Используя формулу (2.8), приняв С = 170 · 10^-10 м²/н, определить напряжения, соответствующие выбранным изохромам.

9. Построить график зависимости распределения напряжения σ вдоль каких-либо двух сечений образца от нулевой линии.

Таблица 5.2

№ изохром на рисунке Цвет Порядок изохром Разность хода Напряжение

Таблица 5.3

Порядок Δ · 10¹⁰ м Цвет Порядок Δ · 10¹⁰ м Цвет

I Серо-стальной Серовато-белый Желтый Оранжевый Красный III Фиолетовый Синевато-зеленый Зеленый Желтый Оранжевый Красный

II Фиолетовый Синий Зеленый Желтовато-зеленый Желтый Оранжевый Красный IV Фиолетовый Зеленый Желтый

Примечание. Смена цвета в порядке возрастания разности хода аналогична смене цвета изохром в напряженном образце, начиная от изохромы нулевого порядка, - темно – серая область в центре картины.

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Краткие теоретические положения;

2. Результаты измерений и расчеты в виде таблиц;

3. Графики зависимости , , а также ;

4. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Какой свет называется естественным, плоскополяризованным?

2. Какие способы поляризации света вам известны?

3. Сформулируйте закон Малюса.

4. Физическая сущность двойного лучепреломления.

Список литературы

1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука. 1998.

2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Наука, 2002.

⇐ Назад
1
23