Logo
Logo

Поляризация

Разбалловка

A1  1.00 Рассчитайте угол Брюстера теоретически (считая известным $n = 1.5$).

A1. 1 Выведено или записано выражение $tg(\alpha) = n$ 0.70
A1. 2 Определено значение $\alpha = 56.3^\circ$ 0.30
A2  1.50 Определите угол Брюстера экспериментально. Нарисуйте схему вашей экспериментальной установки, приведите результаты измерений и ваш ответ.

A2. 1 Схема установки, описан процесс настройки на угол Брюстера 1.00
A2. 2 Приведены результаты геометрических измерений 0.20
A2. 3 Определено значение $\alpha \in [53; 59]^\circ$ 0.30
A3  1.00 Нарисуйте схему вашей экспериментальной установки.

A3. 1 Приведена схема установки 0.20
A3. 2 Поляризаторы и остальное жестко закреплено 0.20
A3. 3 Линзой создан параллельный пучок 0.20
A3. 4 Диафрагмирование пучка 0.20
A3. 5 Прошедший пучок линзой сфокусирован на экран 0.20
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.

A4. 1 Измерена и впоследствии всюду учитывается фоновая засветка 0.20
A4. 2 Для 10 толщин измерены $I_{max}$ и $I_{min}$ 20 × 0.05
A4. 3 Для 10 толщин рассчитаны $P$ (не засчитывается если зависимость P(n) убывающая) 10 × 0.05
A4. 4 Построен график зависимости $P(n)$ или любой другой 0.30
A5  1.50 Какое число пластин необходимо использовать для получения степени поляризации $95\%$?

A5. 1 Аппроксимация P(n) возрастающей функцией, стремящейся к 1, например: $P(n)=1-q^n$. За линейное приближение балл не ставится 1.00
A5. 2 Получен ответ: $n_{0.95} \in [50; 90]$ 0.50
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.

B1. 1 Приведена схема установки 0.20
B1. 2 Поляризаторы и остальное жестко закреплено 0.20
B1. 3 Поляризатор на пути входящего лазерного луча 0.20
B1. 4 Поворотом анализатора ищется минимум, а не максимум (либо максимум определяется датчиком) 0.20
B1. 5 Экспериментальные точки для красного лазера 7 × 0.10
B1. 6 Экспериментальные точки для зелёного лазера 7 × 0.10
B1. 7 Достигнуты высоты $h \geq 25 \text{см}$ (хотя бы для одного лазера) 0.20
B1. 8 График: оси подписаны, выбран и нанесен удачный масштаб 2 × 0.10
B1. 9 Нанесены минимум по 7 точек из двух серий 2 × 0.20
B2  1.00 Определите параметры полученных для разных лазеров зависимостей.

B2. 1 $$\frac{\partial\varphi}{\partial h}_{\text{кр}} \in [2.0; 2.8] \frac{1^\circ}{\text{см}}$$ 0.50
B2. 2 $$\frac{\partial\varphi}{\partial h}_{\text{зел}} \in [3.0; 4.4] \frac{1^\circ}{\text{см}}$$ 0.50
C1  0.50 Схематично зарисуйте и опишите эксперимент, позволяющий отличить друг от друга пластинки $\lambda/2$ и $\lambda/4$.

C1. 1 Упомянуто, что $\lambda/2$ делает симметрию 0.10
C1. 2 Упомянуто, что $\lambda/4$ делает в общем случае эллипс 0.10
C1. 3 Описан требуемый эксперимент 0.30
C2  1.00 Схематично зарисуйте и опишите эксперимент, позволяющий отличить одномодовую полуволновую пластинку $\left(\Delta n \cdot l = \dfrac{1}{2} \lambda\right)$ от многомодовой $\left(\Delta n \cdot l = \left( m + \dfrac{1}{2} \right) \lambda\right)$.

C2. 1 Упомянуто, что действие пластинки $\lambda/2$ зависит от цвета 0.30
C2. 2 Описан требуемый эксперимент 0.70
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.

C3. 1 Пластинка №1 - полуволновая 0.50
C3. 2 Описан поиск осей пластинки №1 0.20
C3. 3 Ось под углом $30^\circ$ (принимаются числа $30^\circ+k\cdot90^\circ, k \in \mathbb{Z}$) 0.30
C3. 4 Пластинка №2 - четвертьволновая 0.50
C3. 5 Описан поиск осей пластинки №2 0.20
C3. 6 Ось под углом $120^\circ$ (принимаются числа $120^\circ+k\cdot90^\circ, k \in \mathbb{Z}$) 0.30
C3. 7 В экспериментах использована диф. решетка 0.50
C3. 8 При наблюдении радуги использован экран, а не наблюдения глазом 0.50
C3. 9 Хотя бы для одной из пластинок получена "пятнистая радуга" 0.50
C3. 10 Хотя бы для одной из пластинок: описание измерений, вывод расчетной формулы для $m$ 0.50
C3. 11 Пластинка $\lambda/2$ - многомодовая (даже если объяснено большой толщиной) 0.10
C3. 12 $m_{\lambda/2} \in [14; 20]$ (только если пластинкка $\lambda/2$ определена верно) 0.40
C3. 13 Пластинка $\lambda/4$ - многомодовая (даже если объяснено большой толщиной) 0.10
C3. 14 $m_{\lambda/4} \in [14; 20] $ (только если пластинкка $\lambda/4$ определена верно) 0.40
C4  0.50 Пользуясь приведенной таблицей, укажите вещество, из которого, по Вашему мнению, сделаны пластинки, если их толщина $l \approx 1 \text{мм}$.

C4. 1 Рассчитано $|\Delta n| \in [0.005; 0.015]$ (хотя бы для одной пластинки) 0.30
C4. 2 Выбран материал: кварц (хотя бы для одной пластинки) 0.20
C5  1.00 Предположите наиболее простое устройство 3D-очков №1. Предложите технологию создания стереоскопического (кажущегося объемным) изображения плоским экраном с помощью этих очков.

(Очки №1 - для круговой поляризации)
C5. 2 В составе есть линейный поляризатор 0.10
C5. 3 Разрешенное направление обоих поляризаторов - горизонтальное 0.10
C5. 4 В составе есть пластинка $\lambda/4$ 0.10
C5. 5 Пластинки (независимо от угаданного их вида): оси наклонены под $45^\circ$, пластинки для разных глаз повернуты на $90^\circ$ друг относительно друга 0.20
C5. 6 Пластинка снаружи, поляризатор внутри 0.20
C5. 7 В разные глаза проходят разные круговые поляризации 0.10
C5. 8 Экран должен излучать/отражать две круговые поляризации 0.10
C5. 9 Разные картинки, бинокулярное зрение (засчитывается автоматом, если засчитан предыдущий критерий + в C6 сказано про бинокулярное зрение) 0.10
C6  1.00 Предположите наиболее простое устройство 3D-очков №2. Предложите технологию создания стереоскопического (кажущегося объемным) изображения плоским экраном с помощью этих очков.

(Очки №2 - для линейной поляризации)
C6. 2 В составе есть линейный поляризатор 0.10
C6. 3 Поляризаторы в разных глазах наклонены под $45^\circ$, скрещены 0.10
C6. 4 В составе есть какая-то кристаллическая пластинка 0.20
C6. 5 Пластинка похожа на $\lambda$ 0.20
C6. 6 Поляризатор снаружи, кристаллическая пластинка внутри 0.20
C6. 7 Экран должен излучать/отражать две линейные поляризации 0.10
C6. 8 Разные картинки, бинокулярное зрение (засчитывается автоматом, если засчитан предыдущий критерий + в C5 сказано про бинокулярное зрение) 0.10