49981

Ознайомитись з явищем поляризації світла, експериментально перевірити закон Малюса і закон Брюстера

Лабораторная работа

Физика

Прилади і обладнання Джерело світла поляризатор аналізатор набір скляних пластин чорне дзеркало прилад для вимірювання інтенсивності світла Опис установки Експериментальна лабораторна установка рис.1 дозволяє: отримати лінійно поляризоване світло за допомогою поляризатора; експериментально перевірити закон Малюса і закон Брюстера...

Украинкский

2014-01-13

578 KB

2 чел.


 Лабораторна робота № 3

Вивчення явища поляризації світла

Мета роботи

Ознайомитись з явищем поляризації світла, експериментально перевірити закон Малюса і закон Брюстера

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть явища поляризації світла (§2.3.1), закон Малюса (§2.3.1) і закон Брюстера (§2.3.2)

Прилади і обладнання

Джерело світла, поляризатор, аналізатор, набір скляних пластин, чорне дзеркало, прилад для вимірювання інтенсивності світла

Опис установки

Експериментальна лабораторна установка (рис.1) дозволяє:

  •  отримати лінійно поляризоване світло за допомогою поляризатора;
  •  експериментально перевірити закон Малюса і закон Брюстера;
  •  визначати ступінь поляризації світла.

Рис. 1

1 джерело світла; 2 поляризатор в оправі з шкалою кутів повороту; 3 аналізатор в оправі з шкалою кутів повороту; 4 фотоприймач; 5 набір скляних пластин на поворотному столику;

6 чорне дзеркало на поворотному столику; 7 прилад для  реєстрації інтенсивності світла; 8 блок живлення джерела світла; 9 регулятор інтенсивності світла.

Послідовність виконання роботи

ЗАВДАННЯ 1. Перевірити закон Малюса

Частина 1.

  1.  Скласти оптичну схему у такій послідовності: джерело світла 1, поляризатор 2, фотоприймач 3. УВАГА! При переміщенні оптичних елементів їх слід брати обережно за нижню частину оправи.
  2.  Увімкнути блок живлення 8 джерела світла в мережу 220 В і встановити регулятор інтенсивності світла 9 в середнє положення.
  3.  Домогтися, щоб центральна частина поляризатора 2 була максимально освітлена.
  4.  Обертаючи поляризатор 2 встановити його головну площину у вертикальне положення (головна площина поляризатора вказана на шкалі кутів повороту поляризатора стрілкою ↨Е).
  5.  Під’єднати фотоприймач 4 до приладу 7, призначеного для реєстрації інтенсивності світла. Регулюючи фотоприймач 4 за висотою, домогтися максимальної освітленості його центральної частини.
  6.  Увімкнути прилад 7 в мережу 220 В і встановити його чутливість на діапазон “1”.
  7.  Регулятором 9 домогтися відхилення стрілки міліамперметра на приладі 7 приблизно на 4/5 шкали. Це значення фотоструму  буде відповідати інтенсивності світла , яке пройшло через поляризатор.

Частина 2.

  1.  Скласти оптичну схему в такій послідовності: джерело світла 1, поляризатор 2, аналізатор 3, фотоприймач 4.

Далі:

  1.  Обертаючи аналізатор 3 встановити його головну площину паралельно до головної площини поляризатора 2. Умові =0, згідно закону Малюса  (2.39), відповідає максимальне значення інтенсивності світла (), що проходить через оптичну систему. Отримане при цьому значення фотоструму  записати в таблицю 1.
  2.  Обертаючи далі аналізатор на кут , через кожні 100 від 100 до 3600 записувати значення фотоструму  в таблицю 1.
  3.  Побудувати графік залежності інтенсивності світла , що пройшло через оптичну систему поляризатор–аналізатор, від кута  між головними площинами аналізатора і поляризатора, тобто графік . Вважати, що значення фотоструму  прямо пропорційне інтенсивності світла .
  4.  Вимкнути прилад 7 з мережі 220 В і розмістити поляризатор і аналізатор у вільні рейтери.

Таблиця 1

   № з/п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

37

, град

00

100

200

300

400

500

600

700

800

3600

, мА

ЗАВДАННЯ 2. Перевірити закон Брюстера

  1.  Встановити чорне скляне дзеркало 6 в рейтер замість поляризатора 2. УВАГА! Дзеркало брати обережно за нижню частину поворотного столика.
  2.  Повернути дзеркало на столику (не торкаючись руками робочої частини дзеркала) таким чином, щоб падаючий від джерела світла промінь утворював кут 570 з нормаллю до дзеркала. Кут падіння 570 відповідає куту Брюстера для межі розділу середовищ повітря – скло. Напрям нормалі виставити за допомогою міток на поворотному столику.
  3.  Дивлячись на дзеркало в напрямку відбитого променя, побачити зображення джерела світла. За ходом відбитого променя між дзеркалом та оком розмістити аналізатор 3. Тримаючи його в руці за металевий шток, обертати в оправі, домагаючись мінімальної освітленості зображення джерела в дзеркалі. Дослід повторити для кутів падіння 400 та 300. Переконатися, що для кутів падіння, відмінних від кута Брюстера, відбитий промінь є частково поляризованим.
  4.  Визначити площину поляризації відбитого променя, користуючись відомою головною площиною аналізатора (↨Е).
  5.  Поставити чорне дзеркало та аналізатор у вільні рейтери.

ЗАВДАННЯ 3. Визначення ступеня поляризації світла

  1.  Скласти оптичну схему у такій послідовності: джерело світла 1, набір скляних пластин 5, аналізатор 3, фотоприймач 4.
  2.  Увімкнути джерело світла в мережу 220 В (якщо воно було вимкнуте).
  3.  Повернути столик з набором пластин 5 так, щоб падаючий від джерела промінь утворював кут 570 (кут Брюстера) з нормаллю до пластин. Напрям нормалі виставити за допомогою міток на поворотному столику.
  4.  Домогтися, щоб падаючий промінь попадав по центру набору пластин, а прохідний – освітлював центральну частину аналізатора та фотоприймача.
  5.  Під’єднати фотоприймач до приладу 7.
  6.  Увімкнути прилад 7 в мережу 220 В і встановити його чутливість на діапазон “1”.
  7.  Обертаючи аналізатор навколо напрямку поширення світла визначити максимальне () та мінімальне () значення фотоструму , що відповідає відповідно інтенсивності світла  і .
  8.  Розрахувати ступінь поляризації світла, що пройшло через пластини, за формулою

                                                                 .

  1.  Визначити площину поляризації світла, що проходить через пластини, користуючись відомим напрямком головної площини аналізатора (↨Е).
  2.  Дослід повторити для кутів падіння =400, 300, 200, 00 . Результати вимірювань записати в таблицю 2.
  3.  Вимкнути фотоприймач і джерело живлення з мережі 220 В та розмістити набір пластин та аналізатор у вільних рейтерах.
  4.  Проаналізувати отримані результати.

Таблиця 2

№ з/п

1

2

3

4

5

6

, град

00

100

200

300

400

570

Iф max, мA

Iф min, мА

Р, %

Контрольні запитання

  1.  Які хвилі називаються повздовжніми і поперечними?
  2.  В чому полягає явище поляризації світла?
  3.  Що таке природне світло, частково поляризоване світло, лінійно поляризоване світло?
  4.  Що називається площиною поляризації світла (площиною коливань)?
  5.  Чому дорівнює інтенсивність природного світла, яке пройшло через поляризатор?
  6.  Сформулюйте і обґрунтуйте закон Малюса.
  7.  В чому полягає фізичний зміст закону Брюстера?

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71726. Определение динамического коэффициента вязкости. Определение коэффициента поверхностного натяжения 465 KB
  Какие режимы течения жидкости существуют Объясните возникновение силы внутреннего трения. Напишите уравнение Ньютона для течения вязкой жидкости. Как зависит вязкость жидкости от температуры Что такое ньютоновские и неньютоновские жидкости Запишите формулу Пуазейля проанализируйте ее.
71727. Изучение поля электрического диполя 887.5 KB
  Цель работы: исследовать поле модели электрического диполя. Основные понятия теории электрического диполя Электрическим диполем называется система состоящая из двух равных по величине но противоположных по знаку точечных зарядов расположенных на расстоянии друг от друга.
71728. Измерение осмотической устойчивости эритроцитов методом светорассеяния 93.5 KB
  Виды эритроцитов в зависимости от формы. Основная функция эритроцитов заключается в транспортировке кислорода и углекислоты. во взвешенном состоянии или в изотоническом растворе соли равновесном для эритроцитов они имеют форму двояковогнутого диска и называются дискоцитами.
71729. Использование электроизмерительных приборов для измерения электрических величин 697 KB
  Закрепить умения измерения физических величин косвенными методами на основе прямых измерений нескольких величин. Величины характеризующие прохождение электрического тока по цепи и единицы их измерения.
71730. Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости 665 KB
  Субъективной характеристикой звука является громкость (Е), которая характеризует уровень слухового ощущения. Слуховое ощущение обусловлено чувствительностью уха к действию звуковой волны. Чувствительность, в свою очередь, зависит от физических характеристик звуковой волны...
71731. Методы оценки погрешностей при прямых и косвенных измерениях количественных значений различных величин 150.5 KB
  Научиться обрабатывать результаты прямых и косвенных измерений с учетом случайных и систематических погрешностей. Состояние производства и научных исследований предъявляют постоянно растущие требования к точности измерений которые удовлетворяются не только за счет создания...
71732. Методы статистической обработки выборочных данных 165 KB
  Что показывает корреляционная зависимость между статистическими совокупностями Характеристика корреляционной зависимости по значению коэффициента парной корреляции. Связь коэффициентов уравнений регрессии с коэффициентом корреляции и их геометрический смысл.
71733. Основы спектроскопии и колориметрии 2.64 MB
  Охарактеризуйте электромагнитные волны различных диапазонов по способу получения того или иного вида излучения. Назовите виды спектров излучения и поглощения. Как изменяется спектр излучения твердого тела при нагревании Как связаны спектры излучения и поглощения с атомным...
71734. Основы использования поляризованного света в медико-биологических исследованиях 148.5 KB
  Цель работы: Познакомиться со способами получения поляризованного света. Какова природа света Чем естественный свет отличается от поляризованного Укажите способы получения поляризованного света. Что общего и в чем отличие в получении поляризованного света после прохождения призмы Николя...