Оптика

Установка "Получение и исследование поляризованного света" (ФПВ-05-4-1)

Установка предназначена для изучения явления поляризации света. Установка позволяет исследовать отражение поляризованного света от границы диэлектрика, определить угол Брюстера и показатель преломления диэлектрика, убедится в справедливости закона Малюса.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, фоторезистора, измерителя фототока, двух держателей поляроидов, позволяющих изменять степень поляризации прошедшего света путем поворота пленки вокруг оптической оси, стопы стеклянных пластин (стопа Столетова) и черного зеркала, установленных на поворотных столиках со шкалой и фоторезистором и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье. На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Больше информации ->

Установка "Дифракционная решетка (с гониометром)" (ФПВ-05-3-5)

Установка предназначена для изучения дифракционной решетки и ознакомления принципов работы гониометра. Установка позволяет определить параметры дифракционной решетки и углы дифракции спектральных линий ртути.

Установка состоит из гониометра Г-5М, осветителя с источником питания (ртутной лампы), прозрачной дифракционной решетки, и щелей.

Гониометр - оптический контрольно-измерительный прибор лабораторного типа, позволяющий производить измерения углов между плоскими полированными гранями твердых тел, а также пирамидальность призм. Гониометр состоит из автоколлиматора, осевой системы, предметного столика и отсчетной системы. Для измерения призм имеется набор колец, позволяющим изменять высоту столика таким образом, чтобы призма находилась на оси объектива.

Больше информации ->

Установка "Дифракция света от одной и двух щелей (с газовым лазером)" (ФПВ-05-3-3)

Установка предназначена для исследования явление дифракции на одной щели и на двойной щели. Установка позволяет определить параметры щелей, а именно ширину щелей и расстояние между их центрами.

Установка состоит из лазера с источником питания, двойных щелей, щели с изменяемой шириной, фоторезистора, который может перемещаться вдоль дифракционной картины с возможностью измерения интенсивности максимумов, измерителя фототока и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье. На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Больше информации ->

Установка "Пространственная когерентность по схеме Юнга" (ФПВ-05-2-4)

Установка предназначена для изучения пространственной когерентности методом наблюдения интерференции по схеме Юнга. Установка позволяет исследовать интерференционную картину полученную по схеме Юнга и определить апертуру интерференции.

Установка состоит из лазера с источником питания, матового стекла, которое может вращаться с помощью двигателя, установленного вместе с фокусирующей линзой в корпусе, нейтрального светофильтра, двойных щелей, зрительной трубы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье. На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Матовое стекло применяется для получения "зернистой структуры" лазерного излучения, которое фокусируется с помощью короткофокусной линзы на поверхность стекла. Расстояние от линзы до стекла измеряется с помощью шкалы нанесенной на оправу линзы. Двигатель питается от источника питания.

Нейтральный светофильтр предназначен для ослабления излучения лазера.

Интерференционная картина наблюдается с помощью зрительной трубы. Для наблюдения зернистой структуры применяется экран.

Больше информации ->

Установка "Интерференция света (с бипризмой Френеля)" (ФПВ-05-2-3)

Установка предназначена для изучения явления интерференции с помощью бипризмы Френеля. Установка позволяет определить длину волны излучения лазера интерференционным методом.

Установка состоит из лазера с источником питания, бипризмы Френеля, линз, щели с изменяемой шириной, нейтрального светофильтра и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье. На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Бипризма Френеля представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами, сложенные основаниями. Свет от щели после преломления в бипризме делится на два перекрывающихся пучка исходящих от мнимых изображений щели, являющихся когерентными источниками. При этом за бипризмой в области пересечения пучков наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.

Больше информации ->

Установка "Интерференционная схема колец Ньютона" (ФПВ-05-2-2)

Установка предназначена для изучения интерференционной схемы колец Ньютона. Установка позволяет определить радиус кривизны линзы методом «полос равной толщины» («кольца Ньютона»).

Установка состоит из бинокулярного микроскопа, один окуляр которого используется для подсветки, а другой снабжен измерительной шкалой, насадки для микроскопа, устанавливаемой в окуляр микроскопа и позволяющей крепить осветитель и светофильтры, исследуемой линзы собранной с плоскопараллельной пластиной в оправе, комплект интерференционных светофильтров и осветителя.

Свет от осветителя проходя через светофильтр падает вертикально на исследуемую линзу, установленную на плоскопараллельной пластине, и после отражения через окуляр наблюдается интерференционная картина, в виде концентрических светлых и темных окружностей.

Больше информации ->

Установка "Показатель преломления стекла (интерференционный метод)" (ФПВ-05-2-1)

Установка предназначена для изучения методов определения показателя преломления стекла. Установка позволяет получить интерференционную картину методом «полос равного наклона», по которой вычисляется показатель преломления стекла пластины.

Установка состоит из лазера с источником питания, плоскопараллельной стеклянной пластины в оправе, экрана с линзой и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье. На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Плоскопараллельная пластина крепится в оправе с узлом юстировки, который позволяет изменять угол наклона пластины по отношению оптической оси.

Больше информации ->

Установка "Моделирование зрительной трубы и микроскопа" ФПВ-05-1-10

Установка предназначена для изучения моделей зрительной трубы и микроскопа. Установка позволяет исследовать модели зрительных труб Кеплера, Галилея, модель микроскопа, а также сложную оптическую линзово-призменную систему.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, собирательных и рассеивающих линз, зрительной трубы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Сложная оптическая линзово-призменная система зрительной трубы состоит из четырнадцати элементов. Оптические элементы имеют специальное многослойное просветление. Все это обеспечивает изображение высокого качества как в центре, так и по всему полю. Труба применяется при построении и юстировке оптических систем.

Больше информации ->

Установка "Моделирование микроскопа" ФПВ-05-1-9

Установка предназначена для изучения модели микроскопа. Установка позволяет исследовать модель микроскопа.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, собирательных линз и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Больше информации ->

Установка "Моделирование зрительной трубы" ФПВ-05-1-8

Установка предназначена для изучения моделей зрительной трубы. Установка позволяет исследовать модели зрительных труб Кеплера, Галилея, а также сложную оптическую линзово-призменную систему.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, собирательных и рассеивающих линз, зрительной трубы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Сложная оптическая линзово-призменная система зрительной трубы состоит из четырнадцати элементов. Оптические элементы имеют специальное многослойное просветление. Все это обеспечивает изображение высокого качества как в центре, так и по всему полю. Труба применяется при построении и юстировке оптических систем.

Больше информации ->

Установка "Фокусное расстояние и положение главных точек сложного объектива" (ФПВ-05-1-7)

Установка предназначена для изучения методов определения фокусного расстояния и главных точек сложной оптической системы.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, собирательной линзы, модели объектива, зрительной трубы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Модель объектива предназначена для моделирования телеобъектива и представляет собой направляющую с закрепленной оптической системой линз, которая может перемещаться при по­мощи винта. Направляющая закреплена на кронштейне и может поворачиваться на небольшой угол. На передней и задней сторонах направляющей нанесена шкала предназначенная для отсчета расстояния от линзы до оси поворота.

Сложная оптическая линзово-призменная система зрительной трубы состоит из четырнадцати элементов. Оптические элементы имеют специальное многослойное просветление. Все это обеспечивает изображение высокого качества как в центре, так и по всему полю. Труба применяется при построении и юстировке оптических систем.

Больше информации ->

Установка "Сферическая и хроматическая аберрация тонкой собирательной линзы" (ФПВ-05-1-6)

Установка предназначена для изучения методов определения фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз, сферической и хроматической аберраций собирательной линзы.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, двух собирательных и рассеивающей линз, и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Для изучения монохроматической аберрации используются светофильтры в оправе, устанавливаемые в оправу сетки осветителя.

Для изучения хроматической аберрации используются дисковая и кольцевая диафрагмы представляют собой диск и кольцо, вырезающие центральную и периферийную части пучка осветителя при изучении сферической аберрации устанавливаемые в оправу сетки осветителя.

Больше информации ->

Установка "Сферическая и хроматическая аберрация тонкой собирательной линзы" (ФПВ-05-1-5)

Установка предназначена для изучения методов определения фокусного расстояния собирательной линзы, сферической и хроматической аберраций собирательной линзы.

Установка состоит из источника белого света (осветитель) с регулируемым источником питания, сетки, собирательной линзы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.

На боковой поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.

Предметом для построения изображения является сетка, которая устанавливается на осветителе.

Для изучения монохроматической аберрации используются светофильтры в оправе, устанавливаемые в оправу сетки осветителя.

Для изучения хроматической аберрации используются дисковая и кольцевая диафрагмы представляют собой диск и кольцо, вырезающие центральную и периферийную части пучка осветителя при изучении сферической аберрации устанавливаемые в оправу сетки осветителя.

Больше информации ->

Установка "Волновая оптика" (ЭЛБ-190.035.01)

Лабораторный учебный комплекс «Волновая оптика» предназначен для проведения цикла лабораторно-практических занятий дисциплины «Физика» раздела «Оптика» и позволяет проводить серию опытов, экспериментально подтверждающих волновую природу оптического излучения.

В состав учебного лабораторного комплекса входит Механический и Электронный блоки.

Механический блок содержит устойчивое основание - опорную раму с регулируемыми по высоте ножками, вертикальный штатив с направляющими, на которых подвижно закреплены кронштейны с кольцевыми обоймами, содержащими экспериментальные образцы. Подобная конструкция обеспечивает возможность быстрого изменения оптической схемы опыта в зависимости от требований эксперимента.

В состав рамок с экспериментальными образцами входят дифракционные образцы (для изучения эффекта дифракции на щели), поляризатор и анализатор света (для исследования поляризационных характеристик экспериментальных образцов), стеклянная пластина (для изучения эффекта отражения), четверть волновая фазовая пластинка нулевого порядка (для изучения эффекта двойного лучепреломления).

В верхней части механического блока установлен модуль источников оптического излучения, содержащий источник белого света, лазерный модуль, а также оптические элементы, формирующие необходимую структуру оптический потока. Управление параметрами источников оптического излучения осуществляется с помощью Электронного блока.

Электронный блок расположен в нижней части лабораторного комплекса и содержит все необходимые источники питания, систему управления источниками оптического излучения, а также микропроцессорную систему управления, сбора, обработки и визуализации экспериментальной информации.

На передней панели Электронного блока размещены органы управления, позволяющие включать и выключать лазерный модуль и источник белого света, осуществлять регулировку тока лазерного модуля и источника белого света, переключатель выбора типа фотоприемника.

Конструкция Электронного блока предусматривает возможность дальнейшей модернизации и расширения возможностей путем установки до пяти дополнительных субмодулей и подключения дополнительных устройств.

Лабораторные работы:

Больше информации ->

Установка "Длина волны лазерного излучения (интерференционный метод)"

• изучение интерференции света и, в частности, наблюдение интерференции в схеме Юнга
• определение длины волны источника когерентного излучения

Выполнение работы включает фотографирование интерференционной картины с помощью видеорегистратора и определение длины волны источника когерентного излучения на основе анализа изображения, полученного на экране.
Обработка фотографий интерференционной картины проводится на персональном компьютере и заключается в определении расстояния между максимумами различных порядков с помощью программного измерителя расстояния. Калибровка измерителя расстояния и совмещение его оси ОX с направлением формирования интерференционной картины осуществляется непосредственно перед началом обработки интерференционной картины.

Обработка результатов

Больше информации ->

Установка "Поляризация света. Закон Малюса"

• изучение поляризации света и методов получения плоскополяризованного света
• исследование зависимости интенсивности плоскополяризованного света от угла между плоскостью колебаний и плоскостью анализатора

Компьютерный сценарий выполнения работы предусматривает регистрацию интенсивности света, прошедшего через оптическую систему, при различных углах поворота анализатора. Полученные данные строятся в координатах (угол поворота, интенсивность света) и аппроксимируются зависимостью Y = A cos2Φ. Для большей наглядности при проверке закона Малюса экспериментальная зависимость перестраивается в координатах (cos2Φ, I), после чего на основе метода наименьших квадратов на графике строится прямая линия.

Зависимость интенсивности от cos2Φ и прямая, аппроксимирующая экспериментальные данные.

Зависимость интенсивности от угла поворота

Больше информации ->

Установка "Дифракция света на одной щели (дифракция Фраунгофера)"

• изучение дифракции Фраунгофера на одной щели
• определение длины волны излучения на основе параметров дифракционной картины
• определение ширины щели на основе параметров дифракционной картины

Выполнение работы включает получение на экране и фотографирование дифракционной картины, а также определение длины волны источника когерентного излучения на основе анализа изображений, получаемых при прохождении света через щели известной ширины. При обработке фотографий используется программный измеритель расстояний, позволяющий фиксировать в таблице измеренные расстояния между дифракционными максимумами. После этого решается обратная задача — определяется ширина двух других щелей с металлическими кромками, входящих в комплект.

Дифракция на щели (обработка)

Больше информации ->

Установка "Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке"

• Изучение дифракции на одномерной периодической структуре;
• Определение длины волны монохроматического света с помощью дифракционной решетки.

Выполнение работы включает получение на экране и фотографирование дифракционной картины с целью определения длины волны источника когерентного излучения. При обработке фотографий используется программный измеритель расстояний, позволяющий фиксировать в таблице измеренные расстояния между дифракционными максимумами. Измерения проводятся для трех дифракционных решеток, полученные при этом значения длины волны усредняются.

Больше информации ->

Установка "Оптические характеристики собирающей и рассеивающей линз"

• Изучение основных понятий и законов геометрической оптики;
• Определение фокусного расстояния собирающей линзы;
• Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы.

Выполнение работы включает получение изображения при различных расстояниях между объектом и линзой и определение фокусного расстояния линзы на основе полученных данных.
Для нахождения увеличения оптической системы объект и его изображение фотографируется с помощью видеорегистратора.
Обработка фотографий средствами программы позволяет получить геометрические размеры объекта и изображения, после чего сравнить отношение характерных размеров на фотографиях с отношением расстояний между объектом и линзой и линзой и экраном.

Объект и его изображение

Больше информации ->

Установка "Формула Френеля (коэффициенты отражения и пропускания от поверхности диэлектрика под различными углами)"

• Изучение отражения световой волны с различной поляризацией от поверхности диэлектрика;
• Регистрация зависимостей коэффициента отражения от угла падения для s- и p- поляризованных волн;
• Определение показателя преломления диэлектрика (оптического стекла).

Компьютерный сценарий проведения эксперимента предусматривает измерение интенсивности падающего излучения (в начале опыта) и заполнение таблицы со столбцами «угол падения» и «интенсивность отраженного света» (в процессе выполнения эксперимента) с одновременным расчетом коэффициента отражения.
После окончания эксперимента данные отображаются в виде графика, и полученные результаты можно сравнить с литературными данными или расчетом на основе формул Френеля. Эксперимент проводится для s- и p- поляризованных волн в диапазоне углов падения 5⁰ - 85⁰.

Коэффициент отражения в зависимости от угла падения ( p- поляризация)

Коэффициент отражения в зависимости от угла падения ( s- поляризация)

Больше информации ->

Установка "Длина световой волны с помощью колец Ньютона"

• Изучение явления интерференции света при отражении от плоской и сферической поверхности;
• Наблюдение колец Ньютона;
• Определение радиуса кривизны поверхности линзы и длины волны света.

В основу методики обработки данных положено построение на экране зависимости квадрата радиуса кольца от его номера rk2 = Rλk — 2Ra, аппроксимация экспериментальных точек функцией вида Y=AX+B и определение на основе вычисленных значений A и B параметров, требуемых по заданию лабораторной работы (радиуса кривизны линзы с использованием известной длины волны одного источника и после этого длины волны второго источника света, а также размера «пылинки», которая не дает оптическим элементам подойти вплотную друг к другу). Радиусы темных колец определяются путем совмещения построенных в программе обработки окружностей с темными кольцами на фотографии интерференционной картины и пересчета радиусов с учетом масштаба съемки.

Обработка экспериментальных данных «Кольца Ньютона»

Зависимость квадрата радиуса кольца от его номера

Больше информации ->

Установка "Волновая оптика" (МУК-ОВ)

Модульный учебный комплекс МУК-ОВ (Волновая оптика) предназначен для проведения физического практикума в высших учебных заведениях по разделам «волновая оптика» и «тепловое излучение» курса общей физики.

В качестве объектов исследования используются:

• Дифракционные объекты (одна щель, две щели, четыре щели, одномерная решетка, двумерная решетка);
• Поляризатор, анализатор;
• Стеклянная пластинка (для измерения угла Брюстера)
• Четвертьволновая фазовая пластинка

Фазовая четвертьволновая пластинка нулевого порядка

Фазовые пластинки в четверть длины волны нулевого порядка изготавливается из искусственного кристаллического кварца. Онасостоит из двух пластин, толщины которых отличаются на λ/4. Пластины соединяют друг с другом таким образом, чтобы направление их оптических осей были взаимноперпендикулярны. Соединение осуществляется осуществляется методом оптического контакта.

Ниже приведены технические характеристики фазовой пластинки.

Эта четвертьволновая пластинка используется в качестве объекта исследования в модульном учебном комплексе МУК-ОВ.

Больше информации ->

Оптические элементы для оптической плиты (набор)

Набор механических и оптических элементов:

Больше информации ->

Установка "Определение скорости света"

Установка позволяет экспериментально определять скорость света в воздушной среде. Кроме того, производится измерение показателя преломления оргстекла. 

В процессе проведения лабораторной работы лазер излучает модулированную по амплитуде световую волну, которая после отражения от экрана возвращается обратно и регистрируется лавинным фотодиодом. Электроника и ПО установки вычисляют набег фазы пропорциональный изменению расстояния до экрана и этот результат отображается на экране ЖК-дисплея. Перемещая экран вдоль оптической скамьи и фиксируя набег фазы, однозначно определяем скорость света в воздухе. 

Установив на пути следования излучения лазера оптическую среду с другим (у воздуха  ) коэффициентом преломления (например, брусок из оргстекла, как в нашем случае) и проведя некоторые замеры и вычисления, определяем оптическую плотность этой среды. Методические указания по проведению лабораторной работы прилагаются.

Больше информации ->

Установка "Поляризация света" (УП5370)

Назначение:

Служит для проведения лабораторных работ и экспериментов по наблюдению явления поляризации света и определению угла Брюстера.

• Скамья оптическая.
• Рейтер (6 шт.).
• Оправка (3 шт.).
• Линза (5 см).
• Осветитель.
• Поворотный столик.
• Щель (0,3 мм).
• Стекло с подставкой.
• Поляризатор (2 шт.).
• Измеритель угла поворота поляризатора (2 шт.).

1. Проверка закона Малюса.
2. Определение степени поляризованности света, отраженного от поверхности диэлектрика.

Больше информации ->

Установка "Определение фокусных расстояний собирательной и рассеивающей линз" (УП6594)

Назначение:

Комплект учебно-лабораторного оборудования "Определение фокусных расстояний собирательной и рассеивающей линз" (далее – стенд) предназначен для проведения лабораторно-практических занятий по дисциплине "Физика: Оптика", обеспечивает изучение явлений геометрической оптики, определение фокусного расстояния собирающей линзы, определение фокусного расстояния рассеивающей линзы.

• Скамья оптическая.
• Источник белого света.
• Блок питания.
• Рассеивающая линза.
• Сетка.
• Собирательная линза (2 шт.).
• Экран.
• Рейтер (5 шт.).
• Оправка (3 шт.).

Определение фокусных расстояний собирающей и рассеивающей линз по методу Бесселя.

Больше информации ->