$\textbf{Внимание!}$ Во всех частях эксперимента оценка погрешностей НЕ требуется!
$\textbf{Внимание!}$ Запрещено наносить надписи/пометки на транспортиры и прочие элементы оборудования! Предварительно приклеив малярный скотч, можно писать на нём.
Датчик освещенности следует собрать по приведенной схеме, включив в качестве резистора выданное вам сопротивление 10 кОм. Обратите внимание на полярность подключений!
Часто возникает необходимость получить поляризованный свет большой мощности. К сожалению, обычные поляризаторы не могут выполнить эту задачу, так как сгорают при столь высокой интенсивности света, поэтому используется “стопа Столетова”: набор прижатых друг к другу стеклянных пластинок, расположенных под углом Брюстера к падающему лучу. Из теории известно, что если на пластину падает луч под углом Брюстера, то отражённый свет является полностью поляризованным, а проходящий - частично поляризованным.
Далее вам предстоит определить степень поляризации прошедшего через стопу Столетова света в зависимости от числа стеклянных пластинок в ее составе. При сборке экспериментальной установки вы можете использовать для регулировки высот любое выданное вам оборудование.
A4
2.00
Как вы могли заметить, если частично поляризованный свет рассматривать через поляризатор, то наблюдаемая интенсивность света будет зависеть от ориентации поляризатора. Степенью поляризации называется величина $P=\cfrac{I_{max}-I_{min}}{I_{max}+I_{min}}$, где минимальная и максимальная величина интенсивности соответствуют определённым положениям поляризатора.
Для каждого размера стопы Столетова (от 1 до 10 стёкол) определите степень поляризации прошедшего через нее света.
Некоторые химические соединения обладают оптическими свойствами. В частности, в этой части задачи будет исследоваться поворот плоскости поляризации при прохождении линейно поляризованного света через сахарный сироп.
B1
3.00
Измерьте зависимость поворота плоскости поляризации от толщины слоя сиропа. Схематично изобразите вашу установку, приведите результаты всех измерений. Измерения следует провести при освещении раствора как красным, так и зеленым лазером (по отдельности). Точки обеих зависимостей нанесите на один график.
Волновой пластинкой называется пластина из одноосного кристалла, оптическая ось (направление зададим единичным вектором $\vec{y}$) которого лежит в ее плоскости. В волновой пластинке между обыкновенным лучем ($\vec{E} \perp \vec{y}$) и необыкновенным ($\vec{E} \parallel \vec{y}$) возникает разность хода $\Delta n l$, где $\Delta n$ — разность между показателем преломления для обыкновенного луча и необыкновенного, а $l$ — толщина пластины. Обычно эту разность хода формулируют в терминах некоторой длины волны:
1. Полуволновые ($\lambda/2$) пластинки $\Delta n \cdot l = \left( m + \dfrac{1}{2} \right) \lambda$;
2. Четвертьволновые ($\lambda/4$) пластинки $\Delta n \cdot l = \left(m + \dfrac{1}{4} \right) \lambda$ или $\Delta n \cdot l = \left(m + \dfrac{3}{4} \right) \lambda$.
В качестве опорной возьмем длину волны зеленого лазера: $\lambda_\text{g}=532~\text{нм}$.
C3
5.00
В таблице в листе ответов отметьте, каким типам пластинок соответствуют пластинки №1, №2. Для каждой пластинки определите и запишите в таблицу направление оптической оси (с точностью до поворота на угол, кратный $90^{\circ}$). Если среди пластинок есть многомодовые, для них рассчитайте числа $m$. Опишите все ваши действия и наблюдения, приведите результаты всех измерений и обоснования всех ответов.
Возможности, которые дает нам волновая оптика, давно используются в ежедневной жизни. В следующих пунктах вам придется строить предположения о том, каким образом устроены 3D-очки. Сделайте поясняющие рисунки, и для некоторых элементов, по возможности, проведите измерения их характеристик.