При прохождении света через среду часть энергии света может поглощаться средой с последующим выделением тепла, а часть – рассеиваться на частицах среды. При рассеянии свет переизлучается рассеивающими частицами практически во всех возможных направлениях, поэтому среда «светится» при прохождении света через неё, и её свечение можно увидеть.
В этой задаче вам предстоит изучить прохождение света через раствор воды с молоком. Чистая вода является малопоглощающей и не рассеивающей свет средой. Молоко, напротив, может как поглощать свет, так и сильно его рассеивать.
Для проведения фотометрических измерений вам необходимо будет воспользоваться фотодиодом. Вид его вольт-амперной характеристики представлен на рис. 1а. При отрицательных напряжениях вольт-амперная характеристика фотодиода выходит на насыщение по току. Ток насыщения пропорционален мощности поглощенного фотодиодом светового излучения. Последовательно к фотодиоду в плату впаян ограничивающий резистор. Считайте, что график вольт-амперной характеристики имеет постоянное значения тока $I_{нас}$ в пределах напряжений от $3$ до $9~В$.
2. Запишите в работу номер своего лазерного модуля.
3. Перед наливанием раствора в пробирку хорошо его перемешайте!
Для измерений используйте схему, изображенную на рис. 2б. Положите под пробирку фотодиод, подберите расстояние между дном пробирки и фотодиодом таким образом, чтобы луч фокусировался дном пробирки на поверхности фотодиода. Отъюстируйте установку так, чтобы луч шел вдоль оси пробирки.
Измерьте зависимость тока $I_1$, текущего через амперметр от высоты столба раствора молока в пробирке $h$.
В этой части будут измеряться токи порядка микроампер, поэтому для повышения точности измерений в схеме, изображенной на рис. 1б, замените амперметр на параллельно соединенные вольтметр и резистор сопротивлением $10~кОм$.
Вращая пробирку, измерьте зависимость мощности рассеянного излучения (в единицах тока насыщения), измеряемого фотодиодом (не забывайте вычитать фоновый сигнал), от угла поворота фотодиода относительно лазера с шагом в $20^\circ$.
