Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
III. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH MỘT NGUỒN SÁNG PHÂN CỰC ELLIPSE

III. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH MỘT NGUỒN SÁNG PHÂN CỰC ELLIPSE

Tải bản đầy đủ - 0trang

Ta có :







E min = b.u POL







E max = a.u POL





E min / E max





b

a



= 



I min b 2

=

I max a 2



Theo những phương nào ta có

Ta có :

-





E min









E max



?







E ra = [a cos( ωt − kz ) cos ϕ + b cos( ωt − kz − α ) sinϕ ].u POL







E min = b.u POL





E max = a.u POL



φ=900

 φ=00



 Sắp xếp thí nghiệm như hình 2.

Đặt bản λ/4 xác định được từ phần trên ở giữa (P) và (A). Quay bản ứng với góc tăng

dần 150 từ vị trí O, tiếp theo quay kính phân tích và dùng lux kế để xác định v min /vmax.

Giải thích hiện tượng dựa vào tính chất của sự phân cực của bản λ/4. Tính tốn giá trị lý

thuyết của vmin /vmax dựa vào cường độ sáng của ánh sáng phân cực thẳng trước bản bất

đẳng hướng và lập bảng so sánh với giá trị đo được. Biện luận kết quả so sánh.



Ta có :



v min b 2

= 2 = tan 2 α

v max a



(a>b)

8



 Với 00< α ≤ 450 ,



v min

= tan 2 α

v max



Với 450< α ≤ 900 ,



v min

= tan 2 (90 − α )

v max



 Làm lại thí nghiệm trên với bản λ/2.

Qua bản λ/2 , sóng ánh sáng là sóng phân cực thẳng , ln tồn tại góc quay sao cho sóng

ánh sáng bị triệt tiêu .

v min

=0

v max





9



Bảng số liệu:





Kiểm chứng định lý Malus

Góc α

0

5

10

Cos2α

1

0.992

0.97

Cường

51

53

52

độ v

Góc α

50

55

60

Cos2α 0.413 0.329

0.25

Cường

21

14

15

độ v



15

0.933



20

0.883



25

0.821



30

0.75



35

0.671



40

0.587



45

0.5



48



47



43



41



32



27



22



65

0.179



70

0.117



75

0.067



80

0.03



85

0.008



90

0



9



7



5



3



3



1



ĐỒ THỊ BIỂU ĐIỄN CƯỜNG ĐỘ V = F ( COS2(α))



Ta thấy rõ ràng v= f (cos2(α)) có dạng đường thẳng và đi qua gốc tọa độ O





v = v0 cos2(α)







Khảo sát vmin /vmax theo góc α của bản λ/4

Góc α



0



15



30



45



60



75



90



(vmin /vmax)LT



0



0.072



0.333



1



0.333



0.072



0



vmin



0



1



3



10



3



1



0



vmax



18



17



15



11



13



15



16



(vmin /vmax)TN



0.000



0.059



0.200



0.909



0.231



0.067



0.000







Khảo sát vmin /vmax theo góc α của bản λ/2

Góc a



0



15



30



45



60



75



90



(vmin /vmax)LT



0



0



0



0



0



0



0



vmin



0



1



1



1



0



0



0



vmax



23



23



22



22



23



22



22



10



(vmin /vmax)TN



0.000



0.043



0.045



0.045



0.000



0.000



0.000



Các giá trị thực tế và lý thuyết gần sát nhau => Kết quả được kiểm chứng



2. VẬT LÝ II THÍ NGHIỆM SỐ 6

SỬ DỤNG GIÁC KẾ

2.1/ Mục đích:

- Sử dụng giác kế để đo góc như từ nguyên thủy bằng tiếng Hy lạp gọi thiết bị này (gonioς =

góc và metron = đo).



11



Về nguyên tắc, trước hết ta đo góc A của lăng kính, sau đó chiết suất lăng kính n D cho vạch

phát xạ D của natri (vạch đôi vàng natri với bước sóng trung bình l D = 589,3 nm). Cuối

cùng xác định đường cong D(i).

2.2/ ĐO GÓC LĂNG KÍNH BẰNG PHẢN XẠ KÉP

 1) Dùng đèn hơi natri chiếu vào lăng kính (hình 1) sao cho tia tới có thể chia thành 2 tia,

một tia phản xạ trên mặt trái (nhìn từ trên xuống như hình vẽ) và tia kia phản xạ trên mặt

phải của lăng kính.

èng chuÈn trực



Kính tự chuẩn trái



A

Kính tự chuẩn phải



Hỡnh 1

Xỏc nh gúc hướng của tia phản xạ phải và trái bằng giác kế, tương ứng với giá trị G p và

Gt .

2) Chứng minh rằng  Gp - Gt = 2A

Dựa vào tính chất song song và tính chất của tứ giác nội tiếp BCDE ( do 2 pháp tuyến n 1, n2

và góc A tạo ra ta có :

A + i1 + i2 = 1800











2A + 2i1 + 2i2 = 3600

2A = 3600 - 2i1 - 2i2

2A = (3600 - 2i2 ) - 2i1

2A = Gp-Gt (đpcm)



3) Xác định sai số tuyệt đối các thước chia độ của giác kế. Xác định sai số tuyệt đối

toàn phần phép đo A và lý giải các nguồn sai số.



Ta giả sử rằng cách ngắm của kính ngắm cho sai số là 6’

Ta biết rằng đới với giác kế, nếu độ chia nhỏ nhất của nó là a và du xích có n vạch thì nó

có thể đo được là a/n







Sai số tuyệt đối của giác kế là a/2n

Ở đây, sai số tuyệt đối là 0030’/ 2.30 = 000’30’, (rất bé)

12



Chính vì sai số của giác kế rất bé , nên trong sai số tồn phần ta có thể bỏ qua sai số

tuyệt đối trên, và coi như sai số ở đây là do cách ngắm cho sai số là 6’





Sai số toàn phần của phép đo là



2. ĐO GĨC LĂNG KÍNH BẰNG PHÉP T CHUN KẫP



Kính tự chuẩn trái



Kính tự chuẩn phải



A

Đ áy



Hỡnh 2

Ta không dùng ống chuẩn trực mà chỉ dùng ống kính tự chuẩn (được chiếu nhờ đèn và bản

bán phản xạ).



4) Tìm A

Ta thấy rằng đối với phương pháp tự chuẩn kép thì 2 kính tự chuẩn sẽ nằm ở vị trí

của 2 pháp tuyến n1 và n2 , bằng tính chất của tứ giác nội tiếp BCDE ta tính được góc đặt

giữa 2 kính tự chuẩn chính là 1800 – A .

Bằng việc đo góc Gt, Gp (góc giữa vị trí 00 đến vị trí của 2 kính tự chuẩn) ta được

13









1800 – A = Gp – Gt

A = 1800 – Gp + Gt



3. ĐO CHIẾT SUẤT LĂNG KÍNH BẰNG PHÉP LỆCH TỐI THIỂU



 5) Chiếu lăng kính với tia sáng vàng của đèn hơi natri.





t ng êi quan sát

Đ ộ lệch tối thiểu bên phải

Đ áy lăng kính

Phía phải



Dm



ống chuẩn trực



A



=2Dm



A

-Dm



ống chuẩn trực

Đ áy lăng kính



Phía trái



Đ ộ lệch tối thiểu bên trái

Mắ

t ng ời quan sát



Hỡnh 3

Trên cơ sở tia tới, điều chỉnh trục quay của giác kế và ống kính tự chuẩn sao cho tia sáng ló

ra có một độ lệch tối thiểu so với tia tới về phía phải (hình 3 trên). Thực hiện sự ước chừng

bằng phương pháp khứ hồi (aller-retour). Xác định góc hướng Gp của tia ló.

Thực hiện tương tự với sự lệch về phía trái (hình 3 dưới). Ta xác định được G t.

6) Chứng minh rằng  Gp - Gt = 2 Dm



Dựa vào tính chất song song, ta dễ dàng có được

xOz = Gt

xOy = Gp

mà xOy – xOz = α = 2 Dm





Gp – Gt = 2.Dm



14





t ng ời quan sát

Đ ộ lệch tối thiểu bên phải



y



Đ áy lăng kính



Phía phải



Dm



ống chuẩn trực



A



=2Dm



x



A

-Dm



ống chuẩn trực

Đ áy lăng kính



Phía trái



Đ ộ lệch tối thiểu bên trái

Mắ

t ng êi quan s¸t



7) Tìm lại cơng thức liên hệ giữa Dm , n và A. Từ đó suy ra phép đo nD.



Ta có các hệ thức theo định luật khúc xạ:

sin i=nsin r



(1)



sin i’=nsin r’



(2)

15



A= r+r’



(3)



D= i+i’-A



(4)



Lấy vi phân hệ thức (1)(2)(3)và (4) ta có

cos i di=ncos r dr

cos i’ di’=ncos r’dr’

0=dr+dr’

dD=di+di’

Từ đó suy ra

cos i cos r '

cos i ' cos r



dD=(1-



)di



Bây giờ ta tìm một giá trị của I tạo cho góc lệch D ổn định

dD

=0

di





2







2



i



cos cos

2







r'



2



2



i'



=cos cos

2



i



(1-sin )(1-sin



r'



r

2



2



i'



)=(1-sin )(1-sin



r



)



Sử dụng các định luật DESCARTES:

2



(1-sin



i



)(1-



sin 2 i '

n2



2



khai triển ta có :



2



i'



)=(1-sin )(12



2



(n -1)(sin i-sin i’)=0



vì n>1 nên về mặt vật lí ta có i=i’

m



(4) => i=i’=i =



(1) => sin(



Dm + A

2



Dm + A

2



và r=r’=



A

2



A

2



)=n sin( ).



16



sin 2 i

n2



)



nD =



sin(



=>



Dmin + A

)

2

A

sin

2



8) Lý giải các nguồn sai số. Xác định sai số các giá trị G p và Gt. Tính cẩn thận sai số

tuyệt đối của n và viết kết quả dưới dạng : nD = .......± ........



Các nguồn sai số

1/ Khi xác định vị trí cực tiểu bằng mắt trần thì đã có sai số ngầu nhiên

2/ Khi ngắm thì sẽ có sai số tuyệt đối.





Gp – Gt = 2.Dm

 ∆ Gp + ∆ Gt = 2.∆Dm

Mà ∆ Gp = ∆ Gt = 6’ (Ta đã nói ở trên là sai số toàn phần là 6’)

 ∆ Dm = ( ∆Gp + ∆Gt)/ 2 = 6’

Sai số tuyệt đối của n

nD =



Ta có



=>



=>



sin(



Dmin + A

)

2

A

sin

2



dnD

D + A d ( Dmin + A)

A dA

= cot an( min

)

− cot an( )

nD

2

2

2 2



∆nD ∆Dmin

D +A

∆A

A

D +A

=

cot an( min

)+

cot an( ) − cot an( min

)

nD

2

2

2

2

2



Ta lại có



∆Dm= ∆A= ε



Nên các trị tuyệt đối có thể bỏ đi





Chiết suất n có sai số là:



9) Vì sao người ta trong thực tiễn thực hiện phép đo kép, một "trái" và một "phải" ?

Do trong quá trình đo dễ gây sai số ( phụ thuộc vào cảm quang của mắt chung ta),

cho nên đo 2 lần để tránh sai số, và tăng độ chính xỏc ca kt qu.

17



4. V UNG CONG D(i)

R1

A

N1

D



i



T



Đ áy



Kính tự chuÈn



èng chuÈn trùc



Hình 1

 10) Chiếu ánh sáng vàng 589,3nm. Xác định bằng phương pháp tự chuẩn giá trị góc của

pháp tuyến N1 đối với mặt phẳng tới (GN1), sau đó giá trị góc của tia phản xạ R 1 trên mặt

phẳng tới với kính tự chuẩn (GR1) và cuối cùng giá trị góc của tia đi qua (G T). Lập bảng 3

cột giá trị trên và suy ra bảng D(i) mà ta có thể vẽ được đồ thị của nó với A đưọc giả thiết là

đã biết như đã đo phía trên.

Bảng số liệu:

1) Tính A bằng phản xạ kép

Gp = 187030’



Gt = 67025’



Sai số:





2) Tính A bằng tự chuẩn kép

Gp = 223010’



Gt = 10308’



A = 1800 – Gp + Gt = 59058’

Sai số:







18



A =6002’



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

III. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH MỘT NGUỒN SÁNG PHÂN CỰC ELLIPSE

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×