Line 46... |
Line 46... |
46 |
|
46 |
|
47 |
|
47 |
|
48 |
\begin{center} \Large{Měření s polarizovaným světlem} \end{center}
|
48 |
\begin{center} \Large{Měření s polarizovaným světlem} \end{center}
|
49 |
|
49 |
|
50 |
\begin{abstract}
|
50 |
\begin{abstract}
|
51 |
V této úloze ověříme polarizaci světla odrazem, dále ověříme Malusův zákon pro polarizované světlo procházející polarizátorem. Potom prozkoumáme interferenci materiálů a na konec změříme stočení směru polarizace při průchodu křemenným krystalem.
|
51 |
V této úloze ověříme polarizaci světla odrazem, dále ověříme Malusův zákon pro polarizované světlo procházející polarizátorem. Potom prozkoumáme interferenci materiálů a na konec změříme stočení osy polarizace při průchodu křemenným krystalem.
|
52 |
\end{abstract}
|
52 |
\end{abstract}
|
53 |
|
53 |
|
54 |
\section{Úvod}
|
54 |
\section{Úvod}
|
55 |
\subsection{Zadání}
|
55 |
\subsection{Zadání}
|
56 |
\begin{enumerate}
|
56 |
\begin{enumerate}
|
Line 77... |
Line 77... |
77 |
Kde n je index lomu daného materiálu a $\alpha$ je Brewsterův úhel. Světlo můžeme polarizovat i jinak než odrazem. Jiný způsob polarizace je např. dvojlomem.
|
77 |
Kde n je index lomu daného materiálu a $\alpha$ je Brewsterův úhel. Světlo můžeme polarizovat i jinak než odrazem. Jiný způsob polarizace je např. dvojlomem.
|
78 |
Pokud lineárně polarizované světlo prochází polarizátorem tak pro jeho intenzitu platí:
|
78 |
Pokud lineárně polarizované světlo prochází polarizátorem tak pro jeho intenzitu platí:
|
79 |
|
79 |
|
80 |
|
80 |
|
81 |
\begin{equation}
|
81 |
\begin{equation}
|
82 |
I´ = I cos^2(\phi)
|
82 |
I' = I cos^2(\phi)
|
83 |
\end{equation}
|
83 |
\end{equation}
|
84 |
|
84 |
|
85 |
|
85 |
|
86 |
Kde I´ je prošlá intenzita a I je původní intenzita, $\phi$ je úhel, který svírají polarizátory.
|
86 |
Kde I' je prošlá intenzita a I je původní intenzita, $\phi$ je úhel, který svírají polarizátory.
|
87 |
Tento vztah se nazývá Malusův zákon.
|
87 |
Tento vztah se nazývá Malusův zákon.
|
88 |
|
88 |
|
89 |
Další možností je zpožďovací destička, ta rozdělí paprsek na řádný a mimořádný vzhledem k osám destičky, jelikož se každý šíří jinou rychlostí tak po opuštění destičky, může dojít k interferenci těchto paprsků.
|
89 |
Další možností je zpožďovací destička, ta rozdělí paprsek na řádný a mimořádný vzhledem k osám destičky, jelikož se každý šíří jinou rychlostí tak po opuštění destičky, může dojít k interferenci těchto paprsků.
|
90 |
Při interferenci ve sbíhavém světle je výsledný interferenční obrazec závislí na tom, zda je pozorovaný krystal jednoosý nebo dvouosý.
|
90 |
Při interferenci ve sbíhavém světle je výsledný interferenční obrazec závislí na tom, zda je pozorovaný krystal jednoosý nebo dvouosý.
|
91 |
|
91 |
|
Line 118... |
Line 118... |
118 |
\begin{figure}
|
118 |
\begin{figure}
|
119 |
\label{amplituda}
|
119 |
\label{amplituda}
|
120 |
\begin{center}
|
120 |
\begin{center}
|
121 |
\includegraphics [width=100mm] {polarizace_odraz.png}
|
121 |
\includegraphics [width=100mm] {polarizace_odraz.png}
|
122 |
\end{center}
|
122 |
\end{center}
|
123 |
\caption{Naměřený stupen polarizace vzhledem k úhlu natočení odrazné desky}
|
123 |
\caption{Naměřený stupeň polarizace vzhledem k úhlu natočení odrazné desky}
|
124 |
\end{figure}
|
124 |
\end{figure}
|
125 |
|
125 |
|
126 |
|
126 |
|
127 |
\begin{table}[htbp]
|
127 |
\begin{table}[htbp]
|
128 |
\caption{Naměřené a vypočtené hodnoty pro světlo polarizované odrazem}
|
128 |
\caption{Naměřené a vypočtené hodnoty pro světlo polarizované odrazem}
|
Line 166... |
Line 166... |
166 |
|
166 |
|
167 |
\begin{center}
|
167 |
\begin{center}
|
168 |
\begin{table}[htbp]
|
168 |
\begin{table}[htbp]
|
169 |
\caption{Naměřené hodnoty pro skřížené polarizátory}
|
169 |
\caption{Naměřené hodnoty pro skřížené polarizátory}
|
170 |
|
170 |
|
171 |
\begin{tabular}{|c|c|}
|
171 |
\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
|
172 |
\hline
|
- |
|
173 |
[$ ^\circ$] & U[mV] \\ \hline
|
- |
|
174 |
0 & 147,3 \\
|
- |
|
175 |
5 & 146 \\
|
- |
|
176 |
10 & 146,8 \\
|
- |
|
177 |
15 & 145 \\
|
- |
|
178 |
20 & 143 \\
|
- |
|
179 |
25 & 140,6 \\
|
- |
|
180 |
30 & 136,1 \\
|
- |
|
181 |
35 & 131,5 \\
|
- |
|
182 |
40 & 125,7 \\
|
- |
|
183 |
45 & 119,4 \\
|
- |
|
184 |
50 & 111,2 \\
|
- |
|
185 |
55 & 102,6 \\
|
- |
|
186 |
60 & 92 \\
|
- |
|
187 |
65 & 78,8 \\
|
- |
|
188 |
70 & 65,2 \\
|
- |
|
189 |
75 & 49,1 \\
|
- |
|
190 |
80 & 31,5 \\
|
- |
|
191 |
85 & 15,3 \\
|
- |
|
192 |
90 & 5,8 \\
|
- |
|
193 |
\hline
|
- |
|
194 |
\end{tabular}
|
- |
|
195 |
|
- |
|
196 |
\begin{tabular}{|c|c|}
|
- |
|
197 |
\hline
|
172 |
\hline
|
198 |
[$ ^\circ$] & U[mV] \\ \hline
|
173 |
[$ ^\circ$] & U[mV] & [$ ^\circ$] & U[mV] \\ \hline
|
199 |
-5 & 147,7 \\
|
174 |
0 & 147,3 & & \\
|
- |
|
175 |
5 & 146,0 & -5 & 147,7 \\
|
200 |
-10 & 146,2 \\
|
176 |
10 & 146,8 & -10 & 146,2 \\
|
201 |
-15 & 144,2 \\
|
177 |
15 & 145,0 & -15 & 144,2 \\
|
202 |
-20 & 140,1 \\
|
178 |
20 & 143,0 & -20 & 140,1 \\
|
203 |
-25 & 136,2 \\
|
179 |
25 & 140,6 & -25 & 136,2 \\
|
204 |
-30 & 131,5 \\
|
180 |
30 & 136,1 & -30 & 131,5 \\
|
205 |
-35 & 125,8 \\
|
181 |
35 & 131,5 & -35 & 125,8 \\
|
206 |
-40 & 119,2 \\
|
182 |
40 & 125,7 & -40 & 119,2 \\
|
207 |
-45 & 110,9 \\
|
183 |
45 & 119,4 & -45 & 110,9 \\
|
208 |
-50 & 101,7 \\
|
184 |
50 & 111,2 & -50 & 101,7 \\
|
209 |
-55 & 91,3 \\
|
185 |
55 & 102,6 & -55 & 91,3 \\
|
210 |
-60 & 78,8 \\
|
186 |
60 & 92,0 & -60 & 78,8 \\
|
211 |
-65 & 64,7 \\
|
187 |
65 & 78,8 & -65 & 64,7 \\
|
212 |
-70 & 48,1 \\
|
188 |
70 & 65,2 & -70 & 48,1 \\
|
213 |
-75 & 30,7 \\
|
189 |
75 & 49,1 & -75 & 30,7 \\
|
214 |
-80 & 15,3 \\
|
190 |
80 & 31,5 & -80 & 15,3 \\
|
215 |
-85 & 5,6 \\
|
191 |
85 & 15,3 & -85 & 5,6 \\
|
216 |
-90 & 7,4 \\
|
192 |
90 & 5,8 & -90 & 7,4 \\
|
217 |
\hline
|
193 |
\hline
|
218 |
\end{tabular}
|
194 |
\end{tabular}
|
219 |
\label{}
|
195 |
\label{}
|
220 |
\end{table}
|
196 |
\end{table}
|
221 |
\end{center}
|
197 |
\end{center}
|
Line 229... |
Line 205... |
229 |
\end{figure}
|
205 |
\end{figure}
|
230 |
|
206 |
|
231 |
|
207 |
|
232 |
\subsection{Intereference Polarizovaného světla}
|
208 |
\subsection{Intereference Polarizovaného světla}
|
233 |
|
209 |
|
234 |
Při měření interference rovnoběžného polarizovaného světla sestavíme aparaturu podle obrázku 3. Přímohledný spektroskop má v sobě vlastní stupnici, ze které můžeme odečítat vlnovou délku. Polarizátor byl nastavený na 0$ ^\circ$
|
210 |
Při měření interference rovnoběžného polarizovaného světla sestavíme aparaturu podle obrázku \ref{interference} Přímohledný spektroskop má v sobě vlastní stupnici, ze které můžeme odečítat vlnovou délku. Polarizátor byl nastavený na 0$ ^\circ$
|
235 |
|
211 |
|
236 |
\begin{figure}
|
212 |
\begin{figure}
|
237 |
\label{amplituda}
|
- |
|
238 |
\begin{center}
|
213 |
\begin{center}
|
239 |
\includegraphics [width=100mm] {polarizacni_interference.png}
|
214 |
\includegraphics [width=100mm] {polarizacni_interference.png}
|
240 |
\end{center}
|
215 |
\end{center}
|
241 |
\caption{Schéma měření interference ve svazku rovnoběžného světla, A je optická lavice,G je multimetr, F je Fotočlánek, D je polarizační filtr, E je čtvrtvlnová destička, P je irisová clona, C je otočné zrcadlo, B je zdroj světla a K je matnice, J - přímohledný spektroskop, H - otočný držák pro dvojlomný vzorek}
|
216 |
\caption{Schéma měření interference ve svazku rovnoběžného světla, A je optická lavice,G je multimetr, F je Fotočlánek, D je polarizační filtr, E je čtvrtvlnová destička, P je irisová clona, C je otočné zrcadlo, B je zdroj světla a K je matnice, J - přímohledný spektroskop, H - otočný držák pro dvojlomný vzorek}
|
- |
|
217 |
\label{interference}
|
242 |
\end{figure}
|
218 |
\end{figure}
|
243 |
|
219 |
|
244 |
Pro čtyři různé interferenční celofánové filtry jsme pak pozorovali interferenční minima ve spektru.
|
220 |
Pro čtyři různé interferenční celofánové filtry jsme pak pozorovali interferenční minima ve spektru.
|
245 |
|
221 |
|
246 |
\begin{description}
|
222 |
\begin{description}
|
247 |
|
223 |
|
248 |
\item[filtr č. 3.] - při 0 analyzátoru je ve spektrometru viditelné celé optické spektru. A při otočení analyzátoru na 90 vymizí ze spektra 490-510nm a zmenší se celý rozsah viditelného spektra o 10-20nm. Při otáčení vzorku v držáku tmavne celé viditelné spektrum.
|
224 |
\item[filtr č. 3.] - při 0$^\circ$ analyzátoru je ve spektrometru viditelné celé optické spektrum. A při otočení analyzátoru na 90$^\circ$ vymizí ze spektra 490-510nm a zmenší se celý rozsah viditelného spektra o 10-20nm. Při otáčení vzorku v držáku tmavne celé viditelné spektrum.
|
249 |
|
225 |
|
250 |
\item[filtr č. 4.] - při otočení analyzátoru do 90 vymyzí u tohoto filtru rozsah vlnových délek 550-560nm a 490-500nm viditelný rozsah spektra se zkrátí na 680-450
|
226 |
\item[filtr č. 4.] - při otočení analyzátoru do 90$^\circ$ vymyzí u tohoto filtru rozsah vlnových délek 550-560nm a 490-500nm viditelný rozsah spektra se zkrátí na 680-450
|
251 |
|
227 |
|
252 |
|
228 |
|
253 |
\item[filtr č. 2.] -Viditelný rozsah se zkrátí 680-440nm vymizí vlnové délky 590-560nm
|
229 |
\item[filtr č. 2.] -Viditelný rozsah se zkrátí 680-440nm vymizí vlnové délky 590-560nm
|
254 |
|
230 |
|
255 |
|
231 |
|
256 |
\item[filtr č. 1.] - Viditelný rozsah se zkrátí 650-400nm vymizí vlnové délky 540-560nm
|
232 |
\item[filtr č. 1.] - Viditelný rozsah se zkrátí 650-400nm vymizí vlnové délky 540-560nm
|
257 |
\end{description}
|
233 |
\end{description}
|
258 |
|
234 |
|
259 |
\subsection{Optická aktivita}
|
235 |
\subsection{Optická aktivita}
|
260 |
|
236 |
|
261 |
Pro pozorování optické aktivity sestavíme aparaturu podle obrázku 4
|
237 |
Pro pozorování optické aktivity sestavíme aparaturu podle obrázku \ref{aktivita}
|
262 |
|
238 |
|
263 |
\begin{figure}
|
239 |
\begin{figure}
|
264 |
\label{amplituda}
|
- |
|
265 |
\begin{center}
|
240 |
\begin{center}
|
266 |
\includegraphics [width=100mm] {opticka_aktivita.png}
|
241 |
\includegraphics [width=100mm] {opticka_aktivita.png}
|
267 |
\end{center}
|
242 |
\end{center}
|
268 |
\caption{Schéma pro měření optické aktivity, A je optická lavice,G je multimetr, F je Fotočlánek, D je polarizační filtr, E je čtvrtvlnná destička, P je irisová clona, C je otočné zrcadlo, B je zdroj světla a K je matnice, J je barevný filtr O je polarizační filtr s jemně dělenou stupnicí, M je spojka + 100 nebo + 60, N je dalekohled, R je zkoumaný vzorek, L je poloviční polarizační filtr}
|
243 |
\caption{Schéma pro měření optické aktivity, A je optická lavice,G je multimetr, F je Fotočlánek, D je polarizační filtr, E je čtvrtvlnná destička, P je irisová clona, C je otočné zrcadlo, B je zdroj světla a K je matnice, J je barevný filtr O je polarizační filtr s jemně dělenou stupnicí, M je spojka + 100 nebo + 60, N je dalekohled, R je zkoumaný vzorek, L je poloviční polarizační filtr}
|
- |
|
244 |
\label{aktivita}
|
269 |
\end{figure}
|
245 |
\end{figure}
|
270 |
|
246 |
|
271 |
V této úloze používáme poloviční polarizační filtr z toho důvodu, že lidské oko je citlivější na porovnávání dvou hodnot jasu, než na hledání minimálního jasu. Tím je možné polarizační filtr nastavit mnohem přesněji do správného úhlu, který pak odpovídá polarizaci procházejícího světla.
|
247 |
V této úloze používáme poloviční polarizační filtr z toho důvodu, že lidské oko je citlivější na porovnávání dvou hodnot jasu, než na hledání minimálního jasu. Tím je možné polarizační filtr nastavit mnohem přesněji do správného úhlu, který pak odpovídá polarizaci procházejícího světla.
|
272 |
|
248 |
|
273 |
\begin{table}[htbp]
|
249 |
\begin{table}[htbp]
|
274 |
\caption{Naměřené hodnoty měrné otáčivosti na křemených destičkách tloušťky 1mm}
|
250 |
\caption{Naměřené hodnoty měrné otáčivosti na křemených destičkách tloušťky 1mm}
|
275 |
\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
|
251 |
\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
|
276 |
\hline
|
252 |
\hline
|
277 |
[nm] & 1[$ ^\circ$] & 2[$ ^\circ$] & Fi/mm \\ \hline
|
253 |
[nm] & 1[$ ^\circ$] & 2[$ ^\circ$] & $\theta $/mm \\ \hline
|
- |
|
254 |
\hline
|
278 |
490 & 62 & 93 & 31 \\ \hline
|
255 |
Sodik 59J & & & 30 \\
|
279 |
510 & 49 & 75 & 26 \\ \hline
|
256 |
Ca 63J & -18 & 12 & 30 \\
|
280 |
580 & 68 & 89 & 21 \\ \hline
|
257 |
491Hg & -52 & 30 & 82 \\
|
281 |
630 & 47 & 67 & 20 \\ \hline
|
258 |
Cu51J & -7 & 24 & 31 \\
|
- |
|
259 |
\hline
|
282 |
\end{tabular}
|
260 |
\end{tabular}
|
283 |
\label{}
|
261 |
\label{}
|
284 |
\end{table}
|
262 |
\end{table}
|
285 |
|
263 |
|
286 |
|
264 |
|