Начало / Университетът / Факултети / Физически факултет / За факултета / Учебно-научна база / Матрични методи в оптиката - A 212

   

Контакти:
ас. Наско Горунски
тел.: 02 8161 751
e-mail: naskog@phys.uni-sofia.bg

 

Вид на лабораторията: учебна

Дисциплини, по които се водят лабораторни упражнения: Матрична оптика

 

Списък на упражненията, провеждани в учебна лаборатория А 212:

Упражнение 1 – Определяне параметрите на поляризацията на светлинен сноп- светлинният сноп, попадащ върху детектор на светлина, носи информация както за източника, така и за всяко въздействие на което е подложена светлина по пътя й до детектора.Една от величините, в които се съдържа тази информация е поляризацията на светлината. В упражнението са разгледани накратко методите за описание на поляризираната светлина – вектор на Максуел и вектор на Стокс. Параметрите на Стокс се определят експериментално по два метода: без компенсатор и с компенсатор.Упражнението включва He-Ne лазер, пластина λ/2 (ротатор на равнината на поляризация), пластина λ/4 (компенсатор), поляризатор и измерител на мощност.

Упражнение 2 – Дифракция на Фраунхофер- явлението дифракция играе изключително важна роля във всички области на физиката, свързани с разпространението на вълни. Дифракцията на Фраунхофер е дифракция на плоска вълна върху равнинен екран с отвор. Регистрацията на дифрактиралата вълна се извършва на много голямо разстояние от отвора. Същата ситуация настъпва и в параксиалното образно пространство на микроскопски, фотографски и телескопични обективи.В упражнението се изследва дифракцията от един и два процепа. Снема се разпределението на интезитета на дифракционната картина в посока, перпендикулярна на снопа. Определят се параметрите на двойния процеп – ширина и разстояние между процепите. За светлинен източник се използва He-Ne лазер.

Упражнение 3 – Интерферометър на Майкелсън- интерференцията на светлината е явление, при което се наблюдава усилване или отслабване на амплитудата на резултантната вълна в зависимост от фазовите съотношения на наслагващите се в пространството две или повече полета. Това явление е в основата на интерферометрията – измерване на различни физични величини.Основните уреди на тази част от оптиката са интерферометрите.Упражнението включва запознаване с елементите на интерферометъра на Майкелсън и настройването им до получаване на интерференчна картина (интерференчни ивици).

Упражнение 4 – Изследване на оптичните свойства на диелектричен слой върху непоглъщаща подложка чрез спектрофотометричен метод- оптичните свойства на тънък диелектричен слой се определят от неговия показател на пречупване и от дебелината му( геометрична или оптична).Тънкият слой от веществото често се различава по своята структура и характеристики от самото вещество.Един от най-простите методи за определяне на оптичните параметри на диелектрични слоеве върху прозрачни подложки е спектрофотометричният.Той се основава на измерването на коефициентите на отражение и пропускане в даден спектрален диапазон от дължини на вълните. Упражнението включва запознаване с оптичната схема и начина на работа със спектрофотометър SPECORD UV-VIS и измерване коефициентите на отражение на еталонна пластина и изследвания образец.Пресмятат се оптичните параметри на диелектричния слой, както и дисперсията на показателя на пречупване.

Упражнение 5 – Двулъчева интерференция.Делене на вълновия фронт с помоща на бипризма на Френел- интерференцията на светлината е явление, при което се наблюдава усилване или отслабване на амплитудата на резултантната вълна в зависимост от фазовите съотношения на наслагващите се в пространството две или повече полета. Съществуват два общи метода за получаване на интерфериращи снопове от един светлинен източник – метод на делене на вълновия фронт и метод на делене на амплитудата. В това упражнение кохерентните вълни се получават чрез делене на вълновия фронт след пречупване на светлинния сноп от двойна призма с много малък пречупващ ъгъл. За получаване на интерференчна картина се използват последователно кохерентен източник (He-Ne лазер) и лампа с нажежаема жичка, с поставен пред нея филтър.Чрез измерване на съответните величини се определят пречупващия ъгъл на призмата, апертурата на интерференция и средната дължина на пропускане на филтъра.

Упражнение 6 – Интерферометър на Хайдингер- тук се наблюдава интерференчната картина (ивици) получени от наслагването на две сферични, строго монохроматични вълни. В равнината, перпендикулярна на оста, свързваща двата образа на източнка, се наблюдават концентрични ивици на постоянен наклон- ивици на Хайдингер. Те могат да се използват за определяне на точната стойност на малък ъгъл между две равнинни оптични повърхности. Упражнението включва запознаване с устройството на интерферометъра на Хайдингер и настройване на елементите му.Наблюдават се ивиците на постоянен наклон и се определя ъгълът между челните повърхности на плоскопаралелна пластинка в няколко различни точки.

Упражнение 7 – Интерференция на поляризирани лъчи. Изследване на едноосни кристали- явлението интерференция може да се използва при изучаването на оптичните свойства на кристалите (специално определяне направленията на кристалографските оси). Интерференция на поляризирани снопове се наблюдава, когато сноповете са с еднакво състояние на поляризация, а така също и при преминаване на линейно поляризирана светлина през анизотропна среда.Тогава вълната се разделя на две кохерентни вълни, които са линейно поляризирани в две взаимноперпендикулярни равнини.В упражнението се наблюдава коноскопичната интерференчна картина за кварц. Определя се ориентацията й спрямо оста на кристала, определя се също така и стойността на ъгъла на въртене и константата на оптичната активност при зададена дебелина на пластината.

Упражнение 8 – Експериментално определяне елементите на параксиалната матрица на оптична система – един от методите за описание на процесите на формиране на оптичните образи от центрирани оптични системи е използването на матрици,които описват преобразуването на лъчите при преминаването им през отделните оптични елементи. Този метод е приложим в приближение на геометричната оптика т.е използват се лъчи за построяването на образите и се пренебрегват вълновите явления. Параксиалната матрица на една система се получава като всеки нейн елемент се замени с матрица и те се умножат по правилата за умножение на матрици. Елементите на матрицата на изследваната оптична система се получават чрез измерване на разстоянията между предмет и оптичната система и това между системата и образа на предмета. Получава се и параксиалното напречно увеличение.