Учебный прибор по физике

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет достоверно и наглядо подтвердить справедливость закона Малюса, например, при изучении свойств поляризованного света. Прибор содержит размещенные на одной оптической оси 1 источник света, диаграмму 2, имеющую отверстие 3 с центром на оптической оси и периферийное отверстие 4, поляризатор 5, вращающуюся кольцевую направляющую 6 с расположенным в ней с зазором 7 светонепроницаемым диском 8 с отверстием 9 с центром на оптической оси, анализатор 10, установленный в отверстии 9 диска 8, и средство для регистрации интенсивности излучения, состоящее из двух связанных с осциллографом фотоэлементов 11, 12, один из которых расположен на оптической оси 1 прибора, а другой - на оси луча 13, проходящего через периферийное отверстие 4 диафрагмы 2. Вращая кольцевую направляющую 6, а следовательно и анализатор 10 при отключенном фотоэлементе 12, на экране осциллографа наблюдают осциллограмму, имеющую форму конусоиды. Это говорит о том, что интенсивность подающего света меняется по закону косинуса и тем самым подтверждается сущность закона Малюса. Осуществляя те же операции, но с отключенным фотоэлементом 11 вместо фотоэлемента 12, наблюдают, что за один оборот анализатора 10 ширина зазора 7 меняется до максимального значения и опять до нуля, а на экране осциллографа - косинусоиду, что также подтверждает сущность закона Малюса. Затем при включенных двух фотоэлементах 11, 12 и вращении анализатора на экране осциллографа за один оборот анализатора наблюдают фигуру Лиссажу в виде восьмерки. Это говорит о том, что интенсивность света, проходящего через поляризатор и вращающийся анализатор, за один оборот последнего дважды принимает максимальное значение, т.е. частота изменения интенсивности света в два раза больше частоты вращения анализатора, подтверждая тем самым сущность закона Малюса, применительно к тому, что вращение анализатора с какой-то частотой приводит к изменению интенсивности света по закону косинуса с вдвое большей частотой. 1 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК ó 4 С 09 В 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кХ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4255346/31-12 (22) 02.06.87 (46) 30.06.89. Бюл. 1! 24 (71) Кишиневский государственный медицинский институт (72) Д.С. Кройтор и А.Н. Волнянский (53) 532. 881 (088. 8) (56) Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. Т. 3. M., 1961, с. 1 74-! 75. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет достоверно и наглядно подтвердить справедливость закона Малюса, например, при изучении свойств поляризованного света. Прибор содержит размещенные на одной оптической оси

1 источник света, диафрагму 2,имеющую отверстие 3 с центром на оптической оси и периферийное отверстие

4, поляризатор 5, вращающуюся кольцевую направляющую 6 с расположенным в ней с зазором 7 светонепроницаемым диском 8 с отверстием 9 с центром на оптической оси, анализатор 10, установленный в отверстии

9 диска 8, и средство для регистрации интенсивности излучения, состоя„„SUÄÄ 1490686 А1

2 щве из двух связанных с осциллографом фотоэлементов 11 и 12, один из которых расположен на оптической оси 1 прибора, а другой — на оси луча 13, проходящего через периферийное отверстие 4 диафрагмы 2. Вращая кольцевую направляющую 6, а следовательно, и анализатор 10 при отключенном фотоэлементе 12, на экране осциллографа наблюдают осциллограмму, имеющую форму косинусоиды. Это говорит о том, что интенсивность подающего света меняется по закону косинуса, тем самым подтверждается сущность закона Малюса. Осуществляя те же операции, но с отключенным фотоэлементом 11 вместо фотоэлемента

12, наблюдают, что за один оборот анализатора 10 ширина зазора 7 меняется до максимального значения и опять до нуля, а на экране осциллографа — косинусоиду, что также подтверждает сущность закона Малюса.Затем при включенных двух фотоэлементах 11, 12 и вращении анализатора на экране осциллографа за один оборот анализатора наблюдают фигуру Лиссажу в виде восьмерки. Это говорит о том, что интенсивность света, проходящего через поляризатор и вращающийся ана1490686

I I cos 4, лизатор, за один оборот последнего дважды принимает максимальное значение, т. е. частота изменения интенсивности света в два раза больше частоты вращения аналиэатора,подтверждая тем самым сущность закона

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении в кур- 15 се физики свойств поляризованного света, Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации закона Малюса. 20

На чертеже представлена схема предлагаемого прибора.

Учебный прибор по физике содержит размещенный на одной оптической оси

1 источник света, диафрагму 2, имеющую отверстие 3 с центром на оптической оси и периферийное отверстие

4, поляризатор 5, вращающуюся кольцевую направляющую 6 с расположенным в ней с зазором 7 светонепроницаемым диском 8 с отверстием 9 с центром на оптической оси, анализатор 10, установленный в отверстии 9 диска 8, и средство для регистрации интенсивности излучения, состоящее из двух 35 связанных с осциллографом фотоэлементов 11 и 12, один иэ которых расположен на оптической оси 1 прибора,а другой — на оси луча 13,.проходящего через периферийное отверстие 4 диаф- 40 рагмы 2.

Прибор работает следующим образом.

Перед началом опыта объявляют обучаемым, что энергия световой волны 45 пропорциональна квадрату амплитуды, следовательно, интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор, определяется из соотношения где I — интенсивность света, падающего от источника света; угол между осями пропуска 55 ния поляризатора и анализатора.

Это соотношение и представляет собой закон Малюса.

Малюса применительно к тому, что вращение анализатора с какой-то частотой приводит к изменению интенсивности света по закону косинуса с вдвое большей частотой. 1 ил.

После этого включают источник света и наблюдают, что лучи света от центрального отверстия 3 диафрагмы

2 проходят через поляризатор 5, анализатор 10 и падают на фотоэлемент

11, а лучи 13 от периферийного отверстия 4 диафрагмы 2 проходят через поляризатор 5, зазор 7 и падают нафотозле мент 12.

При вращении анализатора зазор 7 за счет вращения диска 8 вместе с кольцевой направляющей 6 вначале возрастает, а затем уменьшается до нуля, т; е. образуется щель переменной ширины между кольцевой направляющей

6 и диском 8 °

Опыты проводят в следующей последовательности, Вначале осуществляют демонстрацию без поляризатора 5.

Подключают фотоэлемент 11 на вход осциллографа и приводят во вращение кольцевую направляющую 6, а следовательно, и анализатор 10. В результате этого на экране осциллографа наблюдают горизонтальную линию, так как интенсивность проходящего света остается постоянной, что подтверждает однородность пространственного распре.деления естественного света.

При введении поляризатора 5 в область светового потока и вращении анализатора 10 на экране осциллографа наблюдают осциллограмму, имеющую форму косинусоиды. Это свидетельствует о том, что интенсивность падающего света меняется по закону косинуса, чем и подтверждается сущность закона Малюса.

Затеи вместо фотоэлемента 11 на вход осциллографа подключают фотоэлемент 12 и осуществляют предыдущие

1490686 формул а изобретения изменения интенсивности света, которая сводится к тому, что если этот закон, используя известное соотно1+ cos 2Ч шение cos с - записать

1 в виде I = —, ID(1 + cos 2 ц ), то очевидно, что вращение анализатора с какой-то частотой, приводит к изменению

Составитель П. Сердечнов

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Редактор А. Лежнина

Заказ 3756/55 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 операции. В этом случае наблюдают, что за один оборот анализатора 1О ширина зазора 7 меняется от нуля до максимального значения и опять до нуля, что приводит к изменению интенсивности падающего света, которая за один оборот имеет один максимум и один минимум. Этот процесс также наблюдают на экране осциллографа в виде коси нусоиды.

В заключение опытов один из фотоэл еме н то в п одключ ают к од ному входу, а другой — к другому входу осциллографа. 3а один оборот анализатора на экране наблюдают фигуру Лиссажу в виде восьмерки. Это свидетельствует о том,что интенсивность света, проходящего через поляризатор и,вращающийся анализатор, эа один оборот последнего дважды принимает максимальное значение, т.е. частота изменения интенсивности света в два раза больше частоты вращения анализатора. Этим подтверждается сущность закона Малюса, объясняющая взаимосвязь частоты интенсивности света по закону КосН нуса с вдвое большей частотой.

Использование изобретения позволяет достоверно и наглядно подтвердить справедливость закона Малюса, например, при изучении свойств поляризованного света.

Учебный прибор по физике, содержащий размещенные на одной оптической оси источник света, поляризатор, анализатор и средство для регистрации интенсивности излучения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации закона Малюса, он снабжен диафрагмой, расположенной между источником света и поляризатором, имеющей отверстие с центром на оптической оси и периферийное отверстие, и вращающейся кольцевой направляющей с расположенным

25 в ней с зазором светонепроницаемым диском с отверстием с центром на оптической оси, при этом анализатор установлен в отверстии диска,а средство для регистрации интенсивности излучения состоит из двух связанных с осциллографом фотоэлементов, один из которых расположен на оптической оси прибора, а другой — на оси луча, проходящего через периферийное отверстие диафрагмы.