Архив разработки (24 Кб, WinRAR)

В рамках разработки методических указаний к новой лабораторной работе «Явления полного внутреннего отражения» было проведено математическое моделирование изучаемого явления. В математическом пакете Mathematica 9.0 был создан проект, в котором на основе закона преломления Снеллиуса и формул Френеля, реализован оптический эксперимент по наблюдению полного внутреннего отражения.

В проекте в упрощенной форме представлена интерактивная оптическая установка для наблюдения явления полного внутреннего отражения на базе гелий-неонового лазера, гониометра и фотодиода. Кроме того показан ход лучей в прямоугольной стеклянной призме. При этом учтено, что положение лучей в системе зависит от положения лазерного источника (угол на гониометре), материала призмы (показатель преломления стекла призмы, например крон, флинт, и.т.д.), среды примыкающей к гипотенузной грани призмы (изменение критического угла). Учтены также некоторые геометрические параметры системы. Кроме того, также в интерактивной форме, отдельно выведены графические зависимости коэффициента отражения для двух разных поляризаций инициирующего источника света от положения лазера относительно катета призмы (угла на гониометре) и положение отраженного луча относительно фотодатчика.

В рамках разрабатываемой лабораторной работы представленный проект может использоваться для следующих задач:

- выполнять роль виртуального лабораторного комплекса, на котором студенты смогут изучать особенности явления полного внутреннего отражения, перед тем как приступать к выполнению непосредственно экспериментальной части;

- для проверки правильности проведенного эксперимента;

- для «предсказания» критических углов, при которых возникает явление полного внутреннего отражения, для той или иной внешней среды и различных материалов призмы;

- по экспериментально измеренным критическим углам при помощи программы можно вычислить показатель преломления призмы, и определить какая среда примыкает к гипотенузной грани;

- по вычисленному положению отраженного луча относительно фотодатчика можно проводить грубую юстировку реальной оптической системы.

Наверх