Главная страница
qrcode

Екі диэлектрлік орталарды шекарасында ы ша ылу ж не сыну за дарын зерттеу


НазваниеЕкі диэлектрлік орталарды шекарасында ы ша ылу ж не сыну за дарын зерттеу
Дата09.12.2019
Размер2.54 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаlab_kz.doc
ТипДокументы
#67074
страница1 из 5
Каталог
  1   2   3   4   5

ЛабораториялыҚ жұмыстар
Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы шағылу және сыну заңдарын зерттеу

Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы толық ішкі шағылу бұрышын анықтау
Диэлектрлік материалдағы жарықтың дисперсиясын зерттеу

Беттері сфералық жұқа линзаның жұмысын зерттеу
Жұқа линзаның фокустық қашықтығын анықтау

Екі жіңішке саңылаулардан шығатын сәулелердің интерференциясын зерттеу

Малюс заңын тексеру

Сыну көрсеткіші бірқалыпты өзгеретін ортада рефракция құбылысын сапа жағынан зерттеу
1 лабораториялық жұмыс


Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы шағылу және сыну заңдарын зерттеу
Жұмыстың мақсаты: Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы сәулелердің түсу, шағылу және сыну бұрыштарының арасындағы байланысты анықтау.
Қысқаша теориялық мәліметтер
Геометриялық оптика заңдары жарықтың физикалық табиғаты анықталғаннан әлдеқайда бұрын белгілі болатын.

1. Жарықтың түзусызықты таралу заңы: оптикалық тығыздығы біртекті ортада жарық түзусызықты таралады. Бірақ жарық сәулесі өлшемдері жарықтың толқын ұзындығына шамалас болатын кедергілерден өткен кезде жарық түзусызықты таралу заңынан ауытқиды және жарық сәулесі деген ұғымды қолдануға болмайды. Екі мөлдір ортаның шекарасында жарықтың бір бөлігі шағылуы мүмкін және ол шағылғаннан кейін жаңа бағытпен таралады, ал басқа бөлігі шекарадан өтіп екінші ортада таралуы мүмкін.

2. Жарықтың шағылу заңы: түскен және шағылған сәуле және сәуленің түскен нүктесінде екі ортаның шекарасына тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады (түсу жазықтығы). шағылу бұрышы түсу бұрышына тең болады.

3. Жарықтың сыну заңы: түскен және сынған сәуле және сәуленің түскен нүктесінде екі ортаның шекарасына тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады. түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақты шама болады:


Сыну заңы Голландия ғалымы В. Снеллиус (1621 ж.) тәжірибе жүзінде тағайындаған.
n сыну көрсеткіші
деп аталады. Екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші олардың абсолют сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең:

n = n2
 / n1
1 сур. жарықтың шағылу және сыну заңдары бейнеленген. Абсолют сыну көрсеткіші аз ортаны оптикалық тығыздығы аз орта деп атайды. Шағылған және сынған сәулелердің энергия мөлшері сыну коэффициенті мен түсу бұрышына тәуелді болады.

1 сурет

Шағылу және сыну заңдары:

; n1 sin n2 sin .

    Жұмыстың орындалу реті
    2.1. Оптикалық орындыққа суретте көрсетілген оптикалық сұлбаны жинаңыздар:

    2 сурет.
    Қызыл сәулені қосыңыздар. Лазердің ленталық шоғы жартышардың центріне түсуі және транспортирдің симметрия осінен өтуі қажет.

    2.2. № 1 кестеден қоршаған ортаның n1n2n салыстырмалы сыну көрсеткішті анықтаңыздар.
    №1 кесте

    Материалдың сыну коэффициенті ( 20°С, түсі жасыл сәулелер үшін)

    Зат
    Сыну коэффициенті
    Оптикалық шынылар
    1,51 ÷ 1,805
    Алмас
    2,4195
    Корунд (сапфир, рубин, А11,768
    Күміс хлориді
    2,09
    Полистирол (15°С)
    1,592
    Полиметакрилметил (органикалық шыны)
    1,491
    Мұз (0°С)
    1,309
    Су
    1,33
    Ауа
    1, 0003

    2.3. 0÷90о аралығында центрге қатысты жартышарды айналдырып, түсу, шағылу, сыну бұрыштарын тіркеп, оларды № 2 кестеге жазыңыздар және жартышардың жазық қырының 7÷8 орналасуы үшін осы бұрыштардың синустарын есептеңіздер.
    № 2 кесте

    Жартышар жазық қыры мен горизонт арасындағы бұрыш
    Сәуленің түсу бұрышы
    Sin
    Сәуленің шағылу бұрышы
    Сәуленің сыну бұрышы
    Sin
    Салыстырмалы сыну коэффициенті
    Өлшеудің максимал абсолют қателігі
    1
















    2
















    3
















    4
















    5
















    6
















    7
















    8

















    2.4. Жартышар қырының әр орналасуы үшін (1) формуланы қолданып эксперименттік салыстырмалы n сыну коэффициетін есептеңіздер және оны № 2 кестеге жазыңыздар.

    2.5. Салыстырмалы сыну көрсеткіштің өлшенген мәнінің оның дәл мәнінен максимал ауытқуын анықтаңыздар.

    2.6. түсу бұрышы 0.1 дәлдікпен берілетінін, ал транспортирдің абсолют қателігі бөлік құнының жартысына тең болатынын ескеріп әр өлшеудің салыстырмалы және абсолют қателіктерін есептеңіздер. Алынған нәтижелерді № 2 кестеге жазыңыздар.

    Салыстырмалы сыну көрсеткішін өлшеудің максимал абсолют қателігі:


    2.7. Түсу және шағылу бұрыштарының арасындағы байланысты сипаттайтын тұжырымдаманы келтіріңіз.

    Орындалған жұмыс бойынша қорытынды жасаңыз.


      Бақылау сұрақтары
      3.1. Материалдың абсолют сыну көрсеткіші дегеніміз не?

      3.2. Сәуленің түсу және шағылу бұрыштарының арасында қандай қатынас бар?

      3.3. Жазықпараллель пластинканың сыртындағы және ішіндегі сәулелердің жолын түсіндіріңіз.

      2 лабораториялық жұмыс

      Екі диэлектрлік орталардың шекарасындағы толық ішкі шағылу бұрышын анықтау
      Жұмыстың мақсаты: Оптикғалық тығыздығы аз ортаның шекарасынан толдық ішкі шағылу құбылысын зерттеу.

      1. Қысқаша теориялық мәліметтер

      Түскен және сынған сәуле және сәуленің түскен нүктесінде екі ортаның шекарасына тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады. түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақты шама болады:


      n тұрақты шама екінші ортаның бірінші ортаға қарағандағы салыстырмалысыну көрсеткіші деп аталады. Ортаның вакуумға қарағандағы сыну көрсеткіші абсолют сыну көрсеткіші деп аталады. Екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші олардың абсолют сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең:

      n = n2 / n1 Абсолют сыну көрсеткіші аз ортаны оптикалық тығыздығы аз орта деп атайды. Жарық оптикалық тығыздығы көп ортадан оптикалық тығыздығы аз ортаға өткенде nnтолық ішкі шағылу құбылысын байқауға болады. Басқаша айтқанда сынған сәуленің жоғалып кетуін. Бұл құбылыс түсу бұрышының ш толық ішкі шағылудың шекті бұрышы деп аталатын бұрыштан асқан кезде байқалады (1 сур.). Түсу бұрышы 
      sin αш = 1 / n, (3)
      бұл жерде о, су-ауа шекарасы үшін (n = 1,33) - αо.

      1 сурет.

      Су-ауа шекарасындағы жарықтың толық ішкі шағылуы; S – нүктелік жарық көзі.
      Толық ішкі шағылу құбылысы көптеген оптикалық қодырғыларда қолданылады. Практика тұрғысынан ең маңызды және ең қызықты қолдануы болып волокондық жарықжетекшілерін жасау табылады. Жарықжетекшілері оптикалық мөлдір материалдан (шыны, кварц) жасалған майысқан жінішке (бірнеше микрометрден милиметрге дейінгі) жіптер. Жарық жарықжетекшіге енгеннен кейін оның ішкі беттерінен толық ішкі шағылу нәтижесінде үлкен қволокондық оптика деп аталады.
      2 сурет.

      Волокондық жарықжетекшісіндегі жарықтың таралуы.
      2. Жұмыстың орындалу реті

      2.1. Оптикалық орындыққа 3 суретте көрсетілген оптикалық сұлбаны жинаңыздар:

      3 сурет.
      2.2. Жұмыстың ұсынылған терезесінен сыну көрсеткішін анықтау үшін жартышар материалын таңдаңыздар.

      2.3. 90÷180о аралығында центрге қатысты жартышарды айналдырып, сынған сәуленің пайда болуына сәйкес болатын екі жақын орналасқан түсу бұрыштарын тіркеп, оларды № 1 кестеге жазыңыздар.

      № 1 кесте


    Жартышар жазық қыры мен горизонт арасындағы бұрыш
    Сәуле-нің түсу бұрышы
    Сәуленің сыну бұрышы
    Орташа түсу бұрышы

    ср= (12)/2
    Толық ішкі шағылудың шекті бұрышы
    Материал және сыну көрсеткіші
    1












    2







    2.4. Жартышар материалы үшін сыну коэффициентін (3) теңдеу бойынша есептеу, алынған нәтижені № 1 кестеге жазыңыздар.

    2.5. № 2 кесте бойынша материалды анықтап салыстырмалы сыну көрсеткішін оның дәл мәнінен салыстырмалы ауытқуын есептеңіздер.

    Орындалған жұмыс бойынша қорытынды жасаңыз.
    № 2 кесте
    Материалдың сыну коэффициенті ( 20°С, түсі жасыл сәулелер үшін)

    Зат
    Сыну коэффициенті
    Оптикалық шынылар
    1,51 ÷ 1,805
    Алмас
    2,4195
    Корунд (сапфир, рубин, А11,768
    Күміс хлориді
    2,09
    Полистирол (15°С)
    1,592
    Полиметакрилметил (органикалық шыны)
    1,491
    Мұз (0°С)
    1,309
    Су
    1,33
    Ауа
    1, 0003

      Бақылау сұрақтары

      3.1. Алмас үшін толық ішкі шағылудың шекті бұрышы 24о. Алмасты суға салғанда ол қалай өзгереді?

      3.2. Жарық энергиясының оптикалық жарықжетекшісіндегі шығындары оның майысқанына тәуелді ме?

      3.3. Нүктелік жарық көзінен шығатын жарықтың оптикалық тығыздығы көп ортадан оптикалық тығыздығы аз ортаға таралғанда энергиясының улесі сыну коэффициентіне қалай тәуелді болады және неге?
      3 лабораториялық жұмыс
  1   2   3   4   5

перейти в каталог файлов


связь с админом