Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Як можна «закрутити» світло?
У досліді з поляризації ви вже дізналися, що світло - це електромагнітна хвиля, напрямки коливань якої можна обмежити, тобто поляризувати. Тоді працювали з двома лінійними поляризаційними фільтрами.
У цьому досліді учні дізнаються, як світло поляризується завдяки подвійному променезаломленню.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Принцип
Учні мають бути обізнані з явищем поляризації.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Завдання
Мета цього досліду - показати, що поляризації можна досягти завдяки подвійному променезаломленню.
- Вимірювання поляризації світла для різних подвійних променезаломлень.
Інформація для учнів
Мотивація
В інформаційній техніці використовують по-різному поляризовані світлові сигнали, щоб передавати інформацію ефективно і швидко.
У цьому досліді досліджують , у формі подвійного променезаломлення, один із принципів створення цих різних поляризацій.
Оптоволоконний кабель
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 3 | Ковзна опора без кутової шкали | 09851-02 | 2 |
| 4 | Оправа зі шкалою на ковзній опорі | 09823-00 | 2 |
| 5 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 4 |
| 6 | Плівка λ/4, у слайдовій рамці без скла | 09851-13 | 1 |
| 7 | Поляризаційний фільтр, у слайдовій рамці без скла | 09851-14 | 2 |
| 8 | Світлодіод - білий, з послідовним резистором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-60 | 1 |
| 9 | Датчик світла з підсилювачем, з регулятором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-70 | 1 |
| 10 | Блок живлення, 5 В пост. струму | 09852-99 | 1 |
| 11 | Світлозахисний тубус для фотодіода | 09852-71 | 1 |
| 12 | Світлозахисний тубус для світлодіода, Dвн = 8 мм, l = 40 мм | 09852-01 | 1 |
| 13 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
| 14 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 2 |
| 15 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 2 |
Складання (1/3)
- Насади деталі на штативний стрижень у порядку кроків з 1 до 3. При цьому перший поляризаційний фільтр приклеюють до оправи скотчем, щоб згодом його не можна було ненавмисно повернути. Деталі зсувають так близько, щоб тубус торкався першого поляризаційного фільтра, а наступні ковзні опори стояли ніжками впритул одна до одної.
Крок 1
Крок 2
Крок 3
Складання (2/3)
- Світлодіод під'єднують до блока живлення, а фотодіод з'єднують з мультиметром - щоразу стежачи за правильною полярністю!
Складання (3/3)
- Під'єднай фотодіод до блока живлення.
Виконання (1/3)
Блок живлення налаштовують при паралельно встановлених поляризаційних фільтрах так, щоб фотодіод був у чутливій області. (Якщо регулювальне коліщатко на фотодіоді повернуте до упору праворуч, вимірюється напруга щонайбільше близько 3,9 В.) Плівку λ/4 поки що не встановлюють.
- Ковзну опору другого поляризаційного фільтра виймають із напрямної та повертають ліворуч на 100°. Після цього її встановлюють назад, вимірюють напругу на фотодіоді й записують у таблицю 1 у протоколі.
Виконання (2/3)
- Після цього ковзну опору знову виймають, фільтр встановлюють на 90°, ковзну опору ставлять назад, а напругу на фотодіоді вимірюють і записують.
- Два останні кроки повторюють, доки поляризаційний фільтр не дійде з правого боку до 100°.
Виконання (3/3)
- Далі плівку λ/4 встановлюють у її ковзну опору й виставляють на 0° - при цьому стежать, щоб відстані між ковзними опорами не змінилися.
- Другий поляризаційний фільтр знову повертають ліворуч на 100°, і вимірювання продовжують, як описано вище.
- Коли другий поляризаційний фільтр знову дійде праворуч до 100°, плівку λ/4 повертають праворуч на 22,5° (наскільки це вдається зчитати).
- Вимірювання повторюють, як описано вище.
- Вимірювання так само повторюють для положень 45°, 67,5° і 90° плівки λ/4.
Протокол
Завдання 1
Напруга фотодіода для різних орієнтацій пластинки λ/4
без /4 /4 при /4 при /4 при /4 при /4 при
Поляризаційний фільтр на
-100
-90
-80
-70
-60
-50
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
Завдання 1 (частина 2)
Напруга фотодіода для різних орієнтацій пластинки λ/4
без /4 /4 при /4 при /4 при /4 при /4 при
Поляризаційний фільтр на
-40
-30
-20
-10
0
10
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
Завдання 1 (частина 3)
Напруга фотодіода для різних орієнтацій пластинки λ/4
без /4 /4 при /4 при /4 при /4 при /4 при
Поляризаційний фільтр на
20
30
40
50
60
70
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
Завдання 1 (частина 4)
Напруга фотодіода для різних орієнтацій пластинки λ/4
без /4 /4 при /4 при /4 при /4 при /4 при
Поляризаційний фільтр на
80
90
100
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
0: g:
Завдання 2
Зобрази графічно залежність напруги фотодіода від положення поляризаційного фільтра.
Завдання 3
Питання
Питання
Питання
Питання
Завдання 4
Перетягни слова у правильні пропуски: ____ завдяки ____ робить так, що ____ розділяється на два ____, які зсуваються за ____ на чверть ____ і потім знову накладаються. ____ є ____ поляризованим. ____ графіків задає ступінь поляризації.