Определение показателя преломления стекла с помощью лазера

При попадании плоской монохроматической волны из воздуха на границу раздела с прозрачным диэлектриком часть энергии, переносимая волной, отражается, а часть проходит в диэлектрик.

Коэффициент отражения R определяется как отношение энергии волны, отраженной от поверхности раздела двух сред, к энергии падающей на эту поверхность волны.

Коэффициент пропускания T определяется как отношение энергии волны, прошедшей в диэлектрик, к энергии волны, падающей на этот диэлектрик.

Из закона сохранения энергии следует, что при отсутствии потерь

R + T = 1.

Описание экспериментальной установки

Источником плоских электромагнитных волн (см. рисунок) является гелий-неоновый лазер 1, а диэлектрической средой ¾ полированное стекло. Интенсивность электромагнитных волн измеряется кремниевым фотоэлектрическим приемником 3, соединенным с миллиамперметром 4. Падающий на приемник свет обусловливает возникновение электрического тока I, протекающего через миллиамперметр 4, причем сила тока в приборе пропорциональна потоку световой энергии. Таким образом, измеряя ток в отсутствии диэлектрика I ₀ и при его наличии I, можно определить коэффициенты пропускания Т и отражения R света.

Порядок выполнения работы

1. Убрать стеклянную пластинку 2 с оптической скамьи. Включить лазер и направить луч на фотоприемник. Измерить силу тока I ₀ миллиамперметром.

2. Установить стеклянную пластинку между лазером и фотоприемником. Измерить силу тока I.

3. Вычислить коэффициент пропускания света по формуле:

Т = I / I ₀ =

4. Вычислить коэффициент отражения по формуле:

R = 1 - T =

5. Найти коэффициент отражения от одной границы раздела сред:

R^* = R /2 =

6. Вычислить показатель преломления стеклянной пластинки:

Контрольные вопросы

1. Что такое свет?

2. Дайте определение абсолютного показателя преломления среды.

3. Может ли абсолютный показатель преломления среды быть меньше единицы? Почему?

4. Дайте определение коэффициента отражения света.

5. Дайте определение коэффициента пропускания света.

6. Чему равна сумма коэффициентов отражения и пропускания света?