HEIJASTUMINEN JA TAITTUMINEN

Transkriptio

1 S-08-0 OPTIIKKA /6 HEIJASTUMINEN JA TAITTUMINEN Laboratoriotyö

2 S-08-0 OPTIIKKA /6 Sisällysluettelo Teoria... 3 Työ suoritus Kokoaisheijastus Brewsteri kulma Mittauspöytäkirja... 6

3 S-08-0 OPTIIKKA 3/6 Teoria Työssä tutkitaa kokoaisheijastusta sekä Brewsteri kulmaa lieaaripolaroidu valo avulla. Mittaus suoritetaa käyttämällä puoliympyrä muotoista akryylilevyä, jolloi kaikki tarvittavat suureet voidaa helposti määrittää. Mittaustuloksista lasketaa akryyli taitekerroi. Kokoaisheijastukse mittausjärjestely esitetää kuvassa. Levy muodo asiosta sätee suuta ei muutu ku se tulee ilmasta levyy. Kuva. Kokoaisheijastukse mittaamie. Mittauksessa määritetää tulokulma arvo θ c, jolla kokoaisheijastus esiityy. Tämä edellyttää, että >. Taittumislaki eli Selli laki o siθ = siθ. Kokoaisheijastukse rajakulma voidaa laskea taittumislaista ehdolla θ θ =, = 90 o Akryyli suhteelliseksi taitekertoimeksi saadaa tällöi = siθ c θ c Brewsteri kulmaa tutkitaa samalla mittausjärjestelyllä mutta mittaus suoritetaa molemmille tulosuuille eli sätee kulkiessa ilmasta akryylii ( < ) ja akryylistä ilmaa ( > ). Laseri säde polaroidaa tulotasossa, jolloi rajapiasta heijastuut itesiteetti o olla ku tulokulma täyttää ehdo II taθ =, eli luetoje merkiöillä R ( θ p ) = 0. Vastaavaa tulokulma arvoa merkitää siis θ p ja sitä saotaa polarisaatiokulmaksi eli Brewsteri kulmaksi. Brewsteri kulmalla o voimassa relaatio o θ +θ 90. =

4 S-08-0 OPTIIKKA 4/6 Tarkastellaa eriksee tapauksia < ( =ilma, =akryyli) ja > ( =akryyli, =ilma). ) =ilma, =akryyli: Koejärjestely o esitetty kuvassa. Tässä tapauksessa saadaa ta θ = p Kuva. Brewsteri kulma tapauksessa <. ) =akryyli, =ilma: Koejärjestely o esitetty kuvassa 3. Nyt saadaa vastaavasti ta θ p Kuva 3. Brewsteri kulma tapauksessa >. Työ suoritus. Kokoaisheijastus Esi asetetaa akryylilevy site, että θ = 0. Tämä käy parhaite havaioimalla sätee takaisiheijstusta levy suorasta piasta. Ku säde heijastuu suoraa takaisi itsellee, levy suora pita o kohtisuorassa sädettä vastaa ja vastaavasti θ = 0. Vastaavaa astelevy lukemaa merkitää α 0. Se jälkee arvioidaa e kaksi astelevy kulma-asetoa α ja α, joissa saavutetaa

5 S-08-0 OPTIIKKA 5/6 kokoaisheijastukse rajakulma. Nämä äkyvät suoraa tarkkailemalla taittuutta sädettä levy ulkopuolella. Kokeellie tilae esitetää kuvassa 4. Kuva 4. Kokoaisheijastukse mittaamie. Kokoaisheijastukse rajakulma o yksikertaisesti α α θ c Tulokse saavuttamiseksi ei varsiaisesti tarvita kulmaa α 0 vaa sitä käytetää lähiä mittaukse luotettavuude tarkistamiseksi. Tuloksista lasketaa suureet (α - α 0 ) ja (α 0 - α ). Jos mittaus o kuossa, äide pitäisi olla mittaustarkkuude rajoissa yhtä suuret.. Brewsteri kulma Brewsteri kulma määritetää periaatteessa samalla meetelmällä kui kokoaisheijastuskulma eli tapauksessa < ( =ilma, =akryyli) aseteta esi levy kulmaa β 0 site, että tulokulma o olla. Se jälkee määritetää e kaksi levy kulma-asetoa β ja β, joissa heijastuut itesiteetti o olla. Polarisaatiokulma θ p o silloi vastaavasti β β θ p Tapauksessa > ( =akryyli, =ilma) meetellää samalla tavalla mutta merkitää kulmia γ 0, γ ja γ.

6 S-08-0 OPTIIKKA 6/6 3 Mittauspöytäkirja θ c = kokoaisheijastukse rajakulma θ p = polarisaatiokulma = taitekerroi Kokoaisheijastus: α 0 α α θ c Tarkistus: α - α 0 α 0 α Brewsteri kulma: Sätee suuta: ilma akryyli. β 0 β β θ p Tarkistus: β β 0 β 0 β Sätee suuta: akryyli ilma. γ 0 γ γ θ p Tarkistus: α - α 0 α 0 α