Скотч v15


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Экспериментальный тур


В
сероссийская олимпиада

2018


Стр
1

из 3


Задача 11
-
2.


Двулучепреломление в скотче


Введение

Электромагнитная в
олна на
зывается плоскополяризованной,

если вектор


совершает колебания в
одной плоскости. Эта

плоскость наз
ывается плоскостью поляризации, а направление, параллельно
которому колеблется вектор

,
называется направлением поляризации.

Естественный свет

содержит

все возможные направления поляризации.

Поляризатор
-

это устройство
, котор
о
е пропускает через себя
свет

только одного направления
поляризации, и
поглощает

волны

с перпендикуля
рным направлением поляризации.
Направление
поляризации света
,

п
р
ошедшего через
поляризатор
, будем называт
ь «разрешенным»
направлением

этого

поляризатора
.

Среди прозрачных оптически
х сред можно
выделить изотропные среды,
показатель
преломления

которых не зависи
т от направления
поляризации световой волны
, а

также
анизотропные, свойства которых различны для
разных направлений поляризации света.

В данной задаче
мы будем исследовать
так
ую
анизотропную среду
-

пленку «
скотч
»
.


Введем систему координат, указанную на рисунке. Обозначим






-

показатели

преломления
для
световой волны
,

идущей вдоль оси
O
z

и
поляризованной вдоль осей
Ox
,
O
y

соответственно.

Также обозначим












Показатели преломления






меняются при растяжении пленки. В проц
ессе производства
после
стадии кристаллизации из расплава пленка является изотропной. После затвердевания пленку
растягивают
слож
ным образом, поэтому у выданной

вам
пленки




Ͳ
.


Для изучения
пленки вы будете растягивать ее

вдоль оси
Ox
. Введем обозначение для
относительного удлинения












Экспериментальный тур


В
сероссийская олимпиада

2018


Стр
2

из 3


Оборудование
:

1.

Катушка
пленки «скотч».

2.

Система для растяжения пленки.

3.

Ножницы
.

4.

Фломастер.

5.

Два поляризатора на подставках.
Поляризато
ры закреплены в держателях так
, что их
разрешенные направления образуют угол
Ͷͷ

с вертикалью.

6.

Лазерная указка на подставке.

7.

Линейка
.


8.

Картон для зажима пленки.

9.

Фотодиод и мультиметр.

10.

Миллиметровка для построения графика.


Задание:



1.
Закрепите в установке полоску
пленки
горизонтально
,
зажмите
ее
как показано на рисунке
.

Вращая ручку установки, добейтесь того, чтобы пленка полностью выпрямилась (не провисала).
По разные стороны от полоски
параллельно ей
расположите два
поляризатора
.

И
х разрешенные
направления
должны
бы
ть

взаимно перпендикулярны

и составлять

угол
Ͷͷ

с вертикалью
.

Р
астягивайте
пленку и наблюдайте (невооруженным

глазом
) сквозь два поляризатора и пленку
рассеянный белый свет
.
Растягивайте пленку до

1 и далее до разрыва
.

Опишите
наблюдаемые
эффекты
(изменение
цвета и
интенсивности

света, прошедшего через систему
)

в зависимости от
удлинения


пленки
.



2.
Закрепите в установке новую полоску

пленки
,

как в пункте
1.
Считая, что плотность пленки

при
растяжении остается п
остоянной,
исследуйте

зависимость

толщины


пленки
от относительного
Экспериментальный тур


В
сероссийская олимпиада

2018


Стр
3

из 3


удлинения

.

Толщина
выданной

вам

(нерастянутой)
пленки




ʹͷ
.

Проведите измерения
для

5

различных
значений

.

В следующих пунктах считайте толщину постоянной и равной


.

3
.
Соберите установку как в пункте 1.
Закрепите

в зажиме
новую полоску пленки
.
Направьте луч
лазера
сквозь
пленку

и два поляризатора
,
и измерьте зависимость интенсивности



прошедшего
света

(
в условных единицах
)

от относительного
удлинения


пленки
.
(Вни
мание!! Свет лазера
поляризован
)
.

Для измерения интенсивности света используйте ф
отодиод, подключенный к
мультиметру

в режиме амперметра.


4.
П
осле прохо
ждения
электромагнитной
волны через полоску
пленки

между ее составляющими
,

поляризованными вдоль осей
Ox

и

O
y
,

возникает
дополнительная
разность фаз






ʹ







При этом

интенсивность

прошедшего света
равна










.

Зависимость, снятая в пункте
3
, имеет несколько минимумов.
Определите, к
акой из них
соответствует


Ͳ
.

Ответ обоснуйте.


5.
Используя полученные ранее данные, постройте график зависимости


(

)
.
Считая
, что
разница показателей преломления





линейно зависит
от удлинения пленки

:



(

)







о
пределите коэффициент
ы


и

.

Указания
:

1.

Длина волны лазера




͸ͷͲ


.

2.

Считайте что



ͳ

при любой деформации пленки
.

3.

Ток через амперметр прямо пропорционален
мощности

падающего на фотодиод света.


Приложенные файлы

  • pdf 9358269
    Размер файла: 443 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий