VAJA 3. Merjeje lomega količika iz Brewster-jevega kota VAJA 3. - MERJENJE LOMNEGA KOLIČNIKA IZ BREWSTER-JEVEGA KOTA 3.1. Odboj svetlobe a površii stekla Povezavo med koti vpadega, odbitega i lomljeega žarka a meji dveh različih sovi opisuje Sell-ov zako. Sell-ov zako i odvise od polarizacije elektromagetega valovaja (povsem eak zako velja tudi za vzdolža valovaja, aprimer za lom zvočega valovaja), zato lome lastosti različih sovi preprosto opišemo z lomim količikom. Povsem drugače je z razdelitvijo moči vpadega žarka med odbiti žarek i lomljei žarek. Delitev moči je odvisa tudi od polarizacije valovaja i od vrste sovi: dielektrik, feromagetik ali obojo. Razmerje delitve moči običajo opišemo z velikostjo odbojosti, to je razmerjem amplitud odbitega i vpadega žarka. Steklo i druge za svetlobo prozore sovi so v svetlobem frekvečem področju v glavem dielektriki. Relativa mageta permeabilost stekla i drugih prozorih sovi je praktičo ea. Lomi količik je zato preprosto eak kvadratemu koreu dielektriče kostate v daem frekvečem področju. V slučaju meje dveh dielektrikov (z eakima magetima permeabilostima, običajo obema eakima ea) opisujeta delitev moči (Fresel-ova) izraza a sliki 3.1. Izraza se razlikujeta glede a polarizacijo svetlobe. Defiiciji TE i TM polarizacije sta zapisai sklado z defiicijami v valovodih. V TE slučaju je vektor električega polja (E) vzporede z mejo sovi. V TM slučaju pa je vektor magetega polja (H) vzporede z mejo sovi. Slika 3.1. Odboj a plasti dielektrika v prazem prostoru.
VAJA 3. Merjeje lomega količika iz Brewster-jevega kota Γ TE = cos - cos + si si Γ TM = cos - cos + si si Potek velikosti obeh odbojosti (za TE i TM) za običajo vredost lomega količika (1.5) je prikaza a sliki 3.. Odbojost za TM polarizacijo pri določeem kotu upade a ič v slučaju brezizgubih sovi oziroma doseže miimum. Kot, pri katerem doseže odbojost za TM polarizacijo miimum, imeujemo Brewster-jev kot. Velikost odbojosti Γ vpadi kot Slika 3.. Potek odbojosti kot fukcija vpadega kota. Za svetlobo prozore sovi imajo zelo majhe izgube, zato je miimum odbojosti pri Brewster-jevem kotu zelo globok i zelo ozek ter ga lahko a eostave ači atačo izmerimo. Odsotost odbitega žarka pri Brewsterjevem kotu i pravili polarizaciji izkoriščamo v različe amee: izdelava eostavih polarizatorjev svetlobe, izdelava oke z majhimi izgubami svetlobe (laserji) ter preprečevaje odbojev povsod tam, kjer škodijo delovaju aprave.
VAJA 3. Merjeje lomega količika iz Brewster-jevega kota 3.. Sezam potrebih pripomočkov Za izvedbo vaje potrebujemo: (1) Polarizirai HeNe laser a vrtečem podstavku, z apajalikom. () Polarizator a vrtečem podstavku. (3) Več stekleih ploščic (merjeci) a vrtljivem podstavku. (4) Dva zasloa. (5) Tračico za sestavljaje optičih vaj. (6) Ravilo za merjeje razdalj (določaje kotov). Namestitev sestavih delov je prikazaa a sliki 3.3. Slika 3.3. Merjeje Brewster-jevega kota v vzorcu stekla.
VAJA 3. Merjeje lomega količika iz Brewster-jevega kota 3.3. Obrazložitev i opis poteka vaje Vajo sestavimo a tračici v zaporedju, kot poteka svetlobi žarek iz izvora do zasloa. Najprej postavimo izvor - laser. Stekleo ploščico (merjeec) postavimo a vrteči podstavek, ki aj ima po možosti vgraje kotomer. Za zaslo lahko uporabimo zid sobe, sicer pa lomljee ali odbite žarke poiščemo z listom papirja. Pri vrteju ploščice moramo paziti, saj lahko le ta odbije žarek v različe smeri. Čeprav je izhoda moč svetlobega izvora komaj ekaj mw, je žarek zadosti moče, da poškoduje človeško oko. Za to meritev potrebujemo polarizirao HeNe lasersko cev, ker se pri epolarizirai laserski cevi polarizacija počasi spremija sklado z mejajem rodov laserskega rezoatorja (perioda ekaj sekud do ekaj miut). Z zuajim polarizatorjem bi sicer lahko dosegli želeo polarizacijo, vedar bi moč izvora zelo ihala. Polarizatorja zaekrat še e vgradimo, pač pa astavimo stekleo ploščico tako, da vpadi kot žarka približo ustreza pričakovaemu Brewster-jevemu kotu. Nato zavrtimo lasersko cev okoli vzdolže osi i poiščemo miimum odbitih žarkov. Miimum ato popravimo s sukajem ploščice. Kočo vgradimo še polarizator, ki am bo služil predvsem za atačo (fio) astavljaje polarizacije. Pri vrteju polarizatorja pazimo, da ga e astavimo pravokoto a polarizacijo laserja, saj takrat izgiejo vsi žarki, tudi lomljei žarek skozi ploščico. Pravilo astavlje polarizator skupaj s polariziraim laserjem omogoča dosegaje res čiste lieare polarizacije. Tako lahko s sukajem ploščice dosežemo res oster miimum, pri katerem odbiti žarki povsem izgiejo. 3.4. Prikaz začilih rezultatov Brewster-jev kot izračuamo iz izmerjeih razdalj do točk a obeh zasloih. Iz Brewster-jevega kota lahko ato izračuamo lomi količik steklee ploščice. Na steklei ploščici sicer dobimo celo vrsto odbojev i celo vrsto odbitih žarkov, saj se žarki odbijajo a predji i zadji strai ploščice. Če a obeh straeh ploščice velja isti lomi zako, dobimo za vse odbite žarke isti Brewster-jev kot. Iz Brewster-jevega kota e moremo preprosto določiti lomega količika takrat, ko je steklea površia prekrita z atirefleksim oziroma ekim drugim takim slojem. V tem slučaju imamo seveda opraviti z večjim številom različih odbojev a površii stekla. Ker ima lahko steklea ploščica aesee različe sloje a vsaki strai posebej, odboj s predje strai takše ploščice i ujo eak odboju z zadje strai ploščice. 3.5. Vprašaja i aloge vaje 1. Izračuaj Brewster-jev kot i lomi količik steklee ploščice.. Kje se uporablja Bravster-jevo oko? 3. V kakši medseboji povezavi sta odbojosti Γ i Γ * pri vstopu/izstopu žarka iz steklee ploščice?
VAJA 3. Merjeje lomega količika iz Brewster-jevega kota