Измерение и обработка результатов




ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА МАЛЮСА

 

Ц е л ь р а б о т ы: Изучение явления поляризации света и проверка закона Малюса.

 

О б о р у д о в а н и е: Осветитель, два поляроида, фотоэлемент, гальванометр.

 

Теоретические сведения

 

Многочисленные исследования указывают на то, что свет представляет собой поперечные электромагнитные колебания, и распространяющаяся электромагнитная (световая) волна описывается тремя взаимно перпендикулярными векторами: вектором скорости , вектором напряженности электрического поля , вектором напряженности магнитного поля .

Большинство источников света дают волны, в которых любое направление вектора в плоскости, перпендикулярной к вектору , равновероятно. Такой свет является неполяризованным или естественным. Если колебания электрического вектора фиксированы строго в одном направлении или со временем направление вектора изменяется по определенному закону, такой свет является поляризованным. Различают линейную, круговую и эллиптическую поляризации. Волна, в которой колебания совершаются в каком-то определенном направлении, является плоскополяризованной. Плоскость, проходящая через векторы и , является плоскостью поляризации.

Исследование поляризованного света производят на установке, схема которой изображена на рис.12.

 

Рис.12

 

Где S – источник света; K –конденсор; P – поляризатор; A – анализатор; Ф – фотоэлемент; Г – гальванометр; R – резистор.

Свет, проходя через поляризатор Р, становится плоскополяризованным, т.е. колебания вектора напряженности электрического, а следовательно, и магнитного поля совершаются только в определенной плоскости.

Второй поляроид – анализатор пропускает только те колебания, которые совершаются в плоскости пропускания. Если обозначить через φ угол между плоскостью пропускания анализатора и направлением крлебаний вектора напряженности электрического поля падающего на анализатор плоскополяризованного света, то интенсивность прошедшего сквозь анализатор света определится законом Малюса:

,

где Ia - интенсивность света, прошедшего через анализатор; Ip - интенсивность света на выходе поляризатора.

Из закона Малюса следует, что если плоскости пропускания поляризатора и анализатора совпадают (φ=0), то интенсивность проходящего света будет максимальной (IA= IP).

Если же анализатор будет повернут так, что его плоскость пропускания составит с плоскостью поляризатора угол , то интенсивность прошедшего через анализатор света будет равна нулю. В остальных случаях интенсивность прошедшего света будет принимать промежуточные значения.

 
 

Для измерения светового потока используется фотоэлемент, соединенный с гальванометром. Фототок, возникающий в фотоэлементе, пропорционален падающему на катод фотоэлемента световому потоку. Фототок регистрируется гальванометром.

 

 

Измерение и обработка результатов

 

Проверьте схему.

Включите осветитель.

Вращая анализатор вокруг оптической оси, положение которого фиксируется по шкале на его оправе (угол ), определите показания гальванометра. Измерения производите через каждые 10° угла поворота анализатора в диапазоне 0°- 360°. Выключите установку.

Вычислите отношение , где - показания гальванометра, соответствующее различным углам , - максимальное значение показаний гальванометра.

5. Рассчитайте величину , учитывая, что значению в законе Малюса соответствует значение , при котором поток, пропускаемый анализатором, максимален.

Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

 

Таблица 1.

№ изм. b, град I, мкА I/I0, мкА j, град cos2j
…              

 

6. Постройте в полярных координатах график зависимости

 

.

 

Для сравнения полученных в опыте данных с теорией на том же чертеже постройте кривую , причем начало отсчета углов совместите со значением .

 

Контрольные вопросы

 

1. Что представляет собой плоскополяризованный?

2. В чем состоит явление двойного лучепреломления?

3. Объясните, как устроена и по какому принципу работает призма Николя.

4. Каковы условия maх и min интенсивности света в поляриметре?

 

 

Литература

 

 

1. Майсова Н.М. Практикум по курсу общей физики. М.: Высш.школа,1970, раб.64.

2. Кортнев А.В. и др. Практикум по физике. М.: Высшая школа, 1965, раб. 73.

3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982, т.3.

 



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: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: