Описание экспериментальной установки. Внешний вид установки показан на рис.2

Рис.2

Внешний вид установки показан на рис.2. Источник питания содержит постоянный и переменный выходы по напряжению. Соедините выход переменного напряжения (диапазон 0…12В) с источником света.

Электромагнит состоит из U-образного железного сердечника, двух катушек из 600 витков и двух наконечников с отверстием. Все это смонтировано на столике со штативом.

Соедините выход переменного напряжения (диапазон 0…12В) с источником света. Выход постоянного напряжения (диапазон 0…20В) соедините последовательно с амперметром, коммутатором и магнитом постоянного тока. Катушки магнита должны быть соединены между собой также последовательно. Коммутатор необходим для того, чтобы менять направление магнитного поля в процессе измерений. Установите столик с электромагнитом на оптической скамье. Установите экран (7) в конце оптической скамьи.

Включите блок питания, при этом должен начать работать источник света. Отрегулируйте высоту расположения магнита таким образом, чтобы свет от лампы проходил через отверстия в наконечниках, и на экране наблюдалось светлое пятно. Вложите тестируемый образец стекла (4) длиною 30 мм в гнезда наконечников электромагнита и отрегулируйте его положение так, чтобы на экране наблюдалось светлое пятно. Установите цветной светофильтр (2), поляризаторы (3) и (5) как показано на рис.2. Установите линзу (6) и сфокусируйте световой луч на экране. Добейтесь минимального диаметра светового пятна.

Установите первый поляризатор (3) в положение 45 градусов. Поворотом поляризатора (5) добейтесь исчезновения (или минимальной освещенности) пятна на экране. При этом поляризаторы будут ориентированы под углом 90 градусов друг относительно друга.

Порядок выполнения работы:

1.Вращая ручку регулировки тока на источнике питания установите ток электромагнита 0.5 А. Поворотом анализатора (5) добейтесь минимальной освещенности пятна на экране (положение 1). Зарегистрируйте этот отсчет положения поляризатора (5)-j₁. Отсчет производить с точностью до 0.2 градуса с помощью подвижной шкалы. Число десятых градуса равно числу, даваемому той чертой на подвижной шкале, которая наилучшим образом совпадает с делениями на неподвижной шкале.

2. С помощью переключателя тока в электромагните измените направление магнитного поля на противоположное. Вращая плоскость анализатора (5) в обратную сторону, заново получите на экране максимальное затемнение пятна (положение 2). Зарегистрируйте отсчет положения поляризатора (5)-j₂ . Разность этих двух отсчетов . Здесь y - угол поворота плоскости поляризации в магнитном поле.

3. Вращая ручку регулировки тока на источнике питания, меняйте ток электромагнита и величину магнитного поля в нем. Произведите измерения отсчетов положения поляризатора (5) и определите угол поворота плоскости поляризации в соответствии с пунктами 1. и 2. для значений тока электромагнита 1А, 1.5А, 2А, 2.5А и 3А.

5. По мере измерений заполните таблицу 1:

Таблица 1

Рис.3а Пространственная зависимость индукции магнитного поля между катушками

Рис.3б Средняя величина индукции магнитного поля как функция тока катушки

6. Пользуясь рис. 3б, по току катушки определите величину индукции магнитного поля в тестируемом образце. Эксперимент по детальному измерению индукции магнитного поля для различных токов катушки описан в приложении.

7. По результатам измерений вычислите угол поворота плоскости поляризации света:

,

а также величину постоянной Верде:

.

8. Заполните таблицу 2:

Таблица 2

9. Постройте графики зависимости угла поворота плоскости поляризации света от индукции магнитного поля в тестируемом образце В для разных длин волн исследуемого света. Определите коэффициенты углового наклона каждой из этих зависимостей. По значениям этих коэффициентов рассчитайте величину постоянной Верде для каждой длины волны и заполните таблицу 3.

10. Постройте график зависимости постоянной Верде от длины волны V =f(l).

Таблица 3

l, нм	Постоянная Верде V,

ПРИЛОЖЕНИЕ