1. Убедиться, что трубка с раствором сахара вынута из поляриметра. Включить осветитель в сеть переменного тока.
2. Закрыть шторку поляриметра, фокусировать зрительную трубку и вращением анализатора добиться равномерного затемнения тройного поля зрения.
3. Записать показания одного определенного нониуса. Если нуль нониуса оказался смещенным относительно нуля лимба по часовой стрелке, то поправке приписывают знак плюс, если против – минус. Если показания другого нониуса отличны от записанных, то надо снять показания обоих нониусов, а при расчете пользоваться их средним арифметическим.
4. Сделав отсчет на лимбе, повернуть анализатор в сторону и повторить пп. 2 и 3 не менее пяти раз, после чего найти среднее положение нулевой точки анализатора на лимбе.
5. Поместить в прибор трубку с раствором известной концентрации и закрыть шторку.
6. Фокусировать трубку (если фокусировка нарушена), установить равномерную затемненность поля зрения и записать показания лимба и нониуса (или двух, см. п. 3).
7. Повторить п. 6 не менее пяти раз, каждый раз отводя анализатор в сторону и приводя его обратно в положение, при котором поле зрения поляриметра будет равномерно затемнено. Взяв среднее из приведенных отсчетов, найти угол φ, на который была повернута плоскость колебаний светового вектора.
8. Из полученных результатов по формуле (2) вычислить удельное вращение сахара.
9. Выполнить пп. 5 – 7 для трубки с раствором неизвестной концентрации.
10. Из полученных результатов по формуле (3) вычислить процентное содержание сахара в растворе с неизвестной концентрацией.
Контрольные вопросы
1. Чем объясняется вращение плоскости колебаний светового вектора в оптически активных веществах?
2. Почему в используемом поляриметре наблюдается тройное поле зрения?
3. Какой способ уравнивания световых полей применяется в поляриметре СМ?
4. От чего зависит угол поворота плоскости колебаний светового вектора?
5. Почему не используется в данном методе установка на одинаково яркую освещенность тройного поля зрения?
Список рекомендуемой литературы
1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т. 2. – М.: Наука, 1978. – 480 с.
2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – 948 с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высш. шк., 1990. – 478 с.
Лабораторная работа № 5-8
Изучение закона Малюса
Цель работы: изучение явления поляризации света, проверка закона Малюса.
Оборудование: полупроводниковый лазер, блок питания, поляроид с лимбом, фотодиод, микроамперметр.
Введение
Свет представляет собой электромагнитные волны, в которых напряженность электрического поля 
, напряженность магнитного поля 
и скорость распространения 
взаимно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему (рис. 1).
Вместе с тем световые волны, излучаемые обычными источниками, не обнаруживают асимметрии относительно направления распространения. Это связано с тем, что свет слагается из множества 
цугов волн, испускаемых отдельными атомами. Направление колебаний векторов и для каждого цуга случайное, и потому в результирующей волне колебания различных направлений представлены с равной вероятностью. Таким образом, естественный свет – есть совокупность электромагнитных волн со всеми возможными направлениями колебаний, существующими одновременно или быстро и беспорядочно сменяющими друг друга; совокупность эта статистически симметрична относительно луча, т.е. характеризуется неупорядоченностью направлений колебаний (рис. 2).
Свет, в котором колебания вектора , а следовательно, и вектора проходят только в одной неподвижной плоскости, называют плоско- (линейно) поляризованным. Плоскость, в которой колеблется вектор , называется плоскостью поляризации.
Устройство для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения называется поляризатором. Поляризатор свободно пропускает колебания, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора, и задерживает колебания, перпендикулярные этой плоскости.
Если плоскополяризованный свет с амплитудой электрического вектора 0 падает на анализатор (это поляризатор, используемый для анализа поляризованного света), то анализатор пропустит только составляющую E ║ = E 0 cos φ (рис. 3), параллельную плоскости поляризатора. Отношение интенсивности прошедшего J к интенсивности падающего J 0 света
.
Напомним, что интенсивность света в данной точке пространства равна среднему по времени потоку энергии через единицу площади перпендикулярно направлению распространения волны и пропорционально квадрату амплитуды вектора Е, т.е. J ~ 
2. 
Учитывая, что E ║ = E 0 cos φ, получаем 
.
Это соотношение называется законом Малюса (Э.Л. Малюс, французский физик). Физический смысл этого закона состоит в том, что интенсивность прошедшего через поляризатор поляризованного света пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостями поляризации и поляризатора.
Описание установки
Схема установки показана на рис. 4. Излучение полупроводникового лазера 3 (с блоком питания 1) проходит через поляроид 2, который может вращаться относительно лазерного луча вместе с лимбом 5, где имеется угловая шкала в градусах(примечание: поляроид, поляризационный прибор, пропускающий световые волны, поляризованные в определенной плоскости – плоскости поляризатора). Далее световой луч попадает на фотодиод 6, преобразующий световое излучение в электрический ток, измеряемый микроамперметром 7. Считая зависимость ЭДС фотодиода от интенсивности падающего на него излучения (и соответственно тока) близкой к линейной, можно считать ток микроамперметра пропорциональным интенсивности излучения I = kJ. В этом случае зависимость силы тока I от квадрата косинуса угла между плоскостью поляризации излучения и плоскостью поляризатора описывается зависимостью, соответствующей закону Малюса.
Рис. 4