Описание лабораторной установки. Установка состоит из источника света , диафрагмы , поляризатора




 

Установка состоит из источника света , диафрагмы , поляризатора , анализатора , фотоприёмника и микроамперметра (рисунок 4).

 

 

Рисунок 3. Оптическая схема лабораторной установки.

 

Источником света является галогенная лампа накаливания, установленная в специальном корпусе совместно с устройствами электропитания и охлаждения.

Для формирования узкого светового пучка служит диафрагма, установленная на рейтере оптической скамьи непосредственно после источника света.

Поляризатор преобразует естественный свет, излучаемый источником, в линейно поляризованное излучение. Поляризатор установлен в поворотном устройстве, снабжённом шкалой для измерения угла поворота относительно вертикальной плоскости. Перед началом измерений поляризатор установлен на запасном штативе.

Анализатор используется для исследования поляризации света, прошедшего сквозь поляризатор. Анализатор также установлен в поворотном устройстве, снабжённом шкалой для измерения угла поворота относительно вертикальной плоскости. Конструктивно анализатор объединён в одном корпусе с фотоприёмником.

Фотоприёмник представляет собой кремниевый фотодиод, назначение которого заключается в преобразовании энергии световой волны в энергию электрического тока в цепи нагрузки. Измерение интенсивности или энергии, переносимой электромагнитной волной, является технически достаточно сложной задачей, поэтому вместо указанных величин мы будем измерять ток в цепи фотоприёмника. Этот ток пропорционален интенсивности световой волны, измерить его можно микроамперметром.

Докажем справедливость замены измерения интенсивности волны измерением тока фотоприёмника. Согласно закону освещенности

 

(8)

 

где - сила света источника, - расстояние между источником света и фотоприёмником, - угол падения лучей на освещаемую поверхность. В нашей установке свет падает на поверхность фотоприёмника нормально, поэтому и закон освещённости (8) запишется в виде:

 

(9)

 

Освещённость поверхности пропорциональна падающему на неё световому потоку, а он, в свою очередь, пропорционален интенсивности электромагнитной волны. Тогда для любых двух расстояний между источником и приёмником излучения будут справедливы соотношения и

 

(10)

 

Для доказательства справедливости рассматриваемой замены достаточно экспериментально проверить выполняется ли соотношение (10).

Для проверки справедливости закона Малюса (7) введём величину, называемую степенью поляризации излучения

 

(11)

 

Следует отметить, что при прохождении света сквозь поляроид полной поляризации не происходит, поэтому

 

(12)

 

(13)

 

где - экспериментальное значение интенсивности света на входе в анализатор, - среднее экспериментальное значение интенсивности света на выходе анализатора, - интенсивность неполяризованного света, падающего на фотоприёмник. Из (7), (11), (12), (13) получим выражение для степени поляризации излучения:

 

(14)

 

Фототоки пропорциональны интенсивностям, тогда степень поляризации запишется так:

 

(15)

 

Из уравнений (14) и (15) окончательно получим рабочую формулу для вычисления степени поляризации световой волны:

 

(16)

 

Задание на эксперимент



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-11-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: