42345

ПРОВЕРКА ЗАКОНА МАЛЮСА

Лабораторная работа

Физика

Цель работы ознакомление с методом получения и анализа плоскополяризованного света. Приборы и оборудование: источник света два поляроида фотоэлемент миллиамперметр. из естественного света можно получить плоскополяризованный свет. В данной работе для получения и исследования линейнополяризованного света применяются поляроиды.

Русский

2013-10-29

75 KB

20 чел.

Лабораторная работа 7.6.

ПРОВЕРКА ЗАКОНА МАЛЮСА

Библиографический список

Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1978, т. 2.

Сивухин Д. В. Общий курс физики. Оптика. М.: Наука, 1980.

Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1985.

Цель работы – ознакомление с методом получения и анализа плоскополяризованного света.

Приборы и оборудование: источник света, два поляроида, фотоэлемент, миллиамперметр.

Описание метода и экспериментальной установки

С помощью специальных поляризационных приспособлений (призм Николя, поляроидов и т.д.) из естественного света можно получить плоскополяризованный свет. Основное свойство таких приспособлений заключается в том, что они могут пропускать колебания вектора напряженности электрического поля, который лежит в строго определенной плоскости - главной плоскости поляроида.

В данной работе для получения и исследования линейно-поляризованного света применяются поляроиды. Они изготовляются из очень мелких кристаллов турмалина или геропатита (сернокислого йод-хинина), нанесенных на пленку. Оптические оси всех кристаллов специальным образом ориентируют в одном направлении.

Такая плёнка действует как один кристалл – поляроид, который пропускает световые колебания, происходящие в плоскости, параллельной главной плоскости кристалла. Рассмотрим установку, состоящую из источника света S, поляроидов П и А, фотоэлемента и милиамперметра (рис.1).

Пройдя сквозь первый поляроид (поляризатор) свет становится плоскополяризованным. Второй поляроид (анализатор) может пропускать только те колебания, которые совпадают с его главной плоскостью АА. Если главные плоскости поляризатора и анализатора совпадают, то интенсивность света прошедшего через два поляроида будет максимальной. Если же поляризатор повернуть таким образом, что его главная плоскость составляет угол 90° с главной плоскостью анализатора, то интенсивность прошедшего света будет равна нулю. Такое положение поляроидов называется скрещенным.

Если главные плоскости поляроидов составляют между собой некоторый угол φ, то интенсивность света будет принимать промежуточные значения. Найдем зависимость между интенсивностью света I, прошедшего через два поляроида, и углом φ.

Пусть  (рис.2) – амплитуда вектора напряженности колебания, прошедшего через поляризатор; АА – главная плоскость анализатора. Амплитуду  можно разложить на две взаимно перпендикулярные составляющие  и , одна из которых совпадает с главной плоскостью анализатора. Колебания, перпендикулярные плоскости АА, не проходят через анализатор.

Из рис.2 видно, что амплитуда вектора , выходящего из анализатора равна

Так как интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды вектора напряженности, то

(закон Малюса).

Здесь I0 – интенсивность света, прошедшего через поляризатор, φ – угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора. Если главные плоскости поляризатора и анализатора параллельны, то cos φ = 1 и , т.е. интенсивность света, прошедшего через анализатор, будет максимальна. Поскольку сила фототока i пропорциональна интенсивности выходящего из анализатора света I, то зависимость силы фототока от угла будет такой же, как зависимость интенсивности от угла φ.


Порядок выполнения работы

  1.  Вращая поляризатор, добиться максимального отброса стрелки миллиамперметра.
  2.  Записать деление на лимбе поляризатора φ и показание миллиамперметра i0.
  3.  Вращая поляризатор (до полного оборота, равного 360), с интервалом 10 записывать показания миллиамперметра (i1, i2, i3, ..., i36).
  4.  Построить график зависимости силы фототока i от угла поворота φ.  в декартовых и полярных координатах.
  5.  Построить график зависимости .

Контрольные вопросы

  1.  Что такое плоскополяризованный свет? В чем его отличие от естественного света?
  2.  Сформулируйте закон Малюса. Как записать закон Малюса, если источник света излучает естественный свет?
  3.  Сформулируйте закон Брюстера.
  4.  Опишите устройство и принцип действия призмы Николя.
  5.  Определите, во сколько раз ослабится интенсивность света, прошедшего через два николя, расположенных так, что угол между их главными плоскостями α = 60, а в каждом из николей теряется 8% интенсивности падающего на него света.
  6.  Как можно наблюдать искусственное двойное лучепреломление в твердых телах и жидкостях?


Содержание

Лабораторная работа 7.1. Определение показателя
преломления стекла методом лазерного луча
……………………3

Лабораторная работа 7.2. Определение радиуса
кривизны линзы с помощью колец Ньютона
…………………….8

Лабораторная работа 7.3. Изучение явления
интерференции света от двух когерентных источников
в опыте Юнга
……………………………………………………...16

Лабораторная работа 7.4. Исследование явления
дифракции света на узкой щели
…………………………………21

Лабораторная работа 7.5. Определение длины световой
волны при помощи дифракционной решётки
…………………..29

Лабораторная работа 7.6. Изучение закона Малюса…………36

PAGE  40


А

mA

Рис. 1

П

А

EMBED Equation.DSMT4  

Рис. 2

 EMBED Equation.DSMT4  

φ

A

A

EMBED Equation.DSMT4  

П

П

EMBED Equation.DSMT4  

П

EMBED Equation.DSMT4  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19416. Научная революция в Европе XVII столетия 31 KB
  Научная революция в Европе XVII столетия. XVII столетие важнейший этап в развитие научного познания. С этого века начинается процесс утверждения науки в качестве доминирующей формы постижения бытия. В умах людей утверждается представление о познаваемости мир...
19417. Достижения научного и технического прогресса в советском государстве (период НЭПа и форсированной индустриализации) 46.5 KB
  Достижения научного и технического прогресса в советском государстве период НЭПа и форсированной индустриализации. Восстановление страны после гражданской войны преодоление социальноэкономического кризиса в целом к середине 20х гг. завершилось. Но перед советск
19418. Наука в годы Великой Отечественной войны. Роль техники во Второй Мировой войне 28 KB
  Наука в годы Великой Отечественной войны. Роль техники во Второй Мировой войне Важный вклад в победу над фашизмом внесли советские ученые: физики создавали теоретические и экспериментальные предпосылки для конструирования новых видов вооружения; математики разработ
19419. Понятие информации. Виды информации. Роль информации в живой природе и в жизни людей. Язык как способ представления информации 88 KB
  Понятие информации. Виды информации. Роль информации в живой природе и в жизни людей. Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Основные информационные процессы: хранение передача и обработка информации. Общепринятого определения инфо
19420. Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы. Единицы измерения информации 26.65 KB
  Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы. Единицы измерения информации. Вопрос: Как измерить информацию очень непростой. Ответ на него зависит от того что понимать под информацией. Но поскольку определять информацию можно поразному то и способы из
19421. Дискретное представление информации: двоичные числа; двоичное кодирование текста в памяти компьютера. Информационный объем текста 59.63 KB
  Дискретное представление информации: двоичные числа; двоичное кодирование текста в памяти компьютера. Информационный объем текста. Вся информация которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр 0 и 1. Эти два символа принято н...
19422. Дискретное представление информации: кодирование цветного изображения в компьютере (растровый подход). Представление и обработка звука и видеоизображения 145 KB
  Дискретное представление информации: кодирование цветного изображения в компьютере растровый подход. Представление и обработка звука и видеоизображения. Понятие мультимедиа. Вся информация которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с п
19423. Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации 437 KB
  Процесс передачи информации источник и приемник информации канал передачи информации. Скорость передачи информации. Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания извещали об опа...
19424. Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма. Система команд исполнителя (на примере учебного исполнителя) 70 KB
  Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма. Система команд исполнителя на примере учебного исполнителя. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов; блоксхемы. Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад в 825 году ученый из города Хор