Методические указания по проведению экспериментальных исследований

2.1. Заготовить таблицу по образцу, имеющемуся в конце работы.

2.2. После ознакомления с описанием работы совместно с преподава­телем включить установку и по рекомендации преподавателя устано­вить величину тока возбуждения. В дальнейшем постоянно следить за показанием миллиамперметра на панели блока питания, поддержи­вая заданный ток при помощи рукоятки регулятора тока.

2.3. Поворотом маховичка угломерного устройства установить пластинку под углом Брюстера. Правильность установки можно проконтроли­ровать, если учесть следующее.

При установке пластинки под углом Брюстера яркость отражен­ного блика на чувствительной площадке фотоприемника (наблюдает­ся визуально через прозрачную крышку корпуса), а также и элект­рический сигнал на микроамперметре минимальны. Причем если слег­ка отклонить пластинку от найденного положения влево и вправо, будет наблюдаться увеличение яркости отраженного блика.

Чтобы не спутать наблюдаемую картину со срывом генерации, удобно вести визуальный контроль (одновременно) за яркостью пучка, выходящего через одно из зеркал резонатора. При достижении угла Брюстера яркость этого пучка максимальна, поскольку потери в резонаторе имеют наименьшее значение.

2.4. Снимаются и заносятся в таблицу первый отсчет мощности на фотоэлементе и первый отсчет угломерных шкал, соответствующие начальному (брюстеровскому) положению пластинки. Мощность фиксируется в относительных единицах^- (удобнее в делениях шкалы микроамперметра). Отсчет угла производится по шкалам угломерного устройства, проградуированных в делениях угломера.

2.5. Далее, поворачивая маховичок угломерного устройства против часовой стрелки, отклоняют пластинку на небольшой угол от начального положения и вновь фиксируют (и заносят в таблицу) соответствующие значения полезной мощности и угла наклона пластинки ( и ). Таким образом снимают и заносят в таблицу 10-13 экспериментальных точек; последняя точка должна соответствовать срыву генерации!

2.6. После окончания эксперимента вместе с преподавателем выклю­чить установку, произвести необходимые расчеты и заполнить таблицу.

а) Вычислить приращения углов для всех экспериментальных точек, считая от начального положения, заданного углом Брюстера, то есть найти (размер. дел. угломера).

Величины, заданные в делениях угломера, вычитают как десятичные дроби: грубая шкала - " целые", точная - " десятые и сотые" (в этом преимущество делений угломера перед ° и ¢).

б) Перевести величины в размерность град. и угл. мин. , учитывая, что одно малое дел. угломера (на маховичке) равно 1, 8 угл. мин., а одно большое (на шкале корпуса) равно 100 малым и, следовательно, 3°.

в) Вычислить значение показателя преломления материала пластинки для рабочей длины волны , используя метод линейной аппроксимации, если известно: , (, ).

г) Вычислить значение угла Брюстера (в градусах и мину­тах) по формуле:

.

д) Вычислить значение углов падения (в градусах и минутах), соответствующие каждой из экспериментальных точек, по формуле:

По формуле Френеля (4) определить величины коэффициента отражения плоскопараллельной пластинки , соответствующие найденным углам падения .

ж) Для всех зафиксированных в таблице значений углов паде­ния вычислить соответствующие значения коэффициента

.

з) Для каждого значения вычислить полную энергию выводимую из резонатора пластинкой в обе стороны, по формуле

.

и) Построить график и по этому графику найти оптимальное значение коэффициента связи (выше указывалось, что численно равен ).

к) Сравнить полученное с теоретическим.

Таблица №1

№ п/п	Параметр	Обозначения	Един. измер.	№ отсчетов
				...
	Мощность на фотоэлементе		Отн. ед.
	Углы наклона пластинки		Дел. углом.
	Значения углов		Град., мин.
	Коэффициент отражения от 1-ой поверхности п/п пластины		Безразмерная величина или %
	Полный коэффициент отражения п/п пластинки		Безразмерная величина или %
	Коэффициент, учитывающий полную мощность, выводимую пластиной		Безразмерная величина
	Полная мощность отраженная пластинкой		Отн. единицы

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается основная идея рассмотренного эксперимен­тального метода?

2. Назвать и пояснить главные источники ошибок метода.

3. Графики зависимости и величина найдены. Как в дальнейшем ими должен оперировать инженер при проектировании лазера?

Для “отличников”:

1¢. Почему удобнее поворачивать плоскопараллельную пластинку, а не менять зеркала?

2¢. Как с помощью рис. 1 уточнить величину a_д?

2¢ ¢. Как должен быть установлен фотоприемник для уменьшения погрешности эксперимента?

2¢ ¢ ¢. Как должна быть установлена пластинка для уменьшения погрешности эксперимента?

3. Какой третий тип электродов обязательно присутствует в газоразрядных кюветах?

4. Почему желательно подрегулировать ток накачки?

5. Как более точно определить n_l?

6. Почему в п.2.6д используется операция сложения (а не вычитания)?

Описание составили: