доцент, к.т.н Лукьянов Г.Д.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4-5

Проверка закона Малюса

Студент группы_____________________________________________________________________

Допуск_______________________________Выполнение_____________________Защита____________
Цель работы: экспериментальная проверка закона Малюса.

Приборы и принадлежности: установка, состоящая из фотоэлемента, двух поляроидов, ламповый выпрямитель, микроамперметр.
Теоретические сведения.
Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями вектора напряженности электрического поля ( светового вектора) и вектора напряженности магнитного поля. Векторы и взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны ( перпендикулярно лучу). Обычно все рассуждения ведутся относительно вектора , потому что при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества.

Плоскость, в которой происходят колебания вектора , называется плоскостью поляризации. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным

Свет, в котором направление колебаний вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным.
Поляризацией света называется выделение линейно поляризационного света из естественного или частично поляризованного. Для

---

этой цели используется специальное устройство, называемое поляризаторами. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред, а также на явлениях двойного лучепреломления и дихроизма. Дихроизм – различные поглощения веществом света в зависимости от ориентации электрического вектора световой волны. Те же устройства можно использовать и в качестве анализаторов, т.е. для определения характера и степени поляризации света.

Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный, используя, например, поляризатор, пропускающий колебания только определенного направления ( пропускающие колебания, параллельные плоскости поляризации, и полностью задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости) ( рис. 1)



Если на анализатор падает линейно поляризованный свет, полученный с помощью поляризатора и имеющий интенсивность то интенсивность света , прошедшего через анализатор, прямо пропорциональна и зависит от угла между главными плоскостями анализатора (а-а) и поляризатора ( р-р) ( рис. 2)


Пусть – амплитуда электрического вектора линейно поляризованного луча, прошедшего через поляризатор. Падающий свет можно представить в виде двух волн, линейного поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях.

(1)
Волна, электрический вектор который колеблется вдоль направлении, перпендикулярного а-а, с амплитудой

---

( ), не может пройти через анализатор. Зато вторая волна, электрический вектор который колеблется вдоль направления а-а, с амплитудой ( ),

Полностью проходит через анализатор.

(2)
a интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды колебаний.
(3)
Это есть закон Малюса:

Интенсивность света, прошедшего через анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между главными сечениями поляризатора и анализатора.
Описание установки
Известно, что величина фототока пропорциональна интенсивности падающего на него света. Если между источником света и фотоэлементом разместить два поляроида (поляризатор и анализатор),то интенсивность света, падающего на фотоэлемент, будет ослаблена в соответствии с законом Малюса в раз ( - угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора). Следовательно, уменьшится в раз и величина фототока, а значит и интенсивность прошедшего через поляроиды света.

В металлическом корпусе размещены над фотоэлементом ФЭ два поляроида: сверху поляризатор Р, снизу - анализатор А. Аналзатор может вращаться относительно поляризатора с помощью ручки, на которой нанесена визирная линия. Отсчет углов между главными плоскостями поляроидов производится по лимбу, укрепленному неподвижно на корпусе прибора. Если визирную линию совместить с делением "0" на лимбе, то главные плоскости поляроидов параллельны.

Цепь фотоэлемента состоит из микроамперметра и выпрямителя, включаемого в сеть 220В

(рис 3.). Источник света S располагается над поляризатором.


Выполнение работы
Включить в сеть (220 В) выпрямитель и осветитель. Поворачивая анализатор, добиться того, чтобы микроамперметр показывал минимальную величину фототока. Это значит, что плоскости поляризатора и анализатора перпендикулярны. (

---

)

Вместе с анализатором вращается диск, на котором нанесены деления, соответствующие углу поворота плоскости поляризации анализатора.

3. Отметить на неподвижном лимбе точку, соответствующую углу поворота .

4. С помощью ручки «установка нуля» установить стрелку микро-амперметра в положении «0»

5. Далее, поворачивая анализатор на относительно отмеченной на неподвижном лимбе точки, снимать показания микро-амперметра через каждые .

6. Результаты измерений занести в таблицу.

7. Построить график зависимости



8. Сделать вывод о проделанной работе.

1, мк A	0	0,8	1,8	3,1	4,3	6,1	8,2	10,3	11,1	12,2
	0	0,173648	0,34202	0,5	0,642788	0,766044	0,866025	0,939693	0,984808	1
	0	0,0301537	0,116978	0,25	0,413176	0,586824	0,75	0,883022	0,969846	1

---

Вывод: в ходе лабораторной работы мы экспериментально проверили закон Малюса.

Контрольные вопросы

1. 
   Какой свет называется естественным, поляризованным, плоскополяризованным?
   
2. 
   Что такое оптическая ось, главное сечение?
   
3. 
   Охарактеризовать способы получения плоскополяризованного света.
   
4. 
   Сформулируйте закон Малюса и невозможность его применения для естественного света.
   
5. 
   Как изменится интенсивность света, если пропустить естетсвенный свет через два поляризатора, плоскости которых образуют угол ?
   

Литература.

1. 
   Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов 6-е изд._ М.: Высшая школа, 2000.-542с.
   
2. 
   Детлаф А.А., Яворский Б.М., Курс физики: Учебное пособие для втузов.- 2-е изд., испр. И доп.- М.: Высшая школа. 1999.- 718 с.
   
3. 
   Савельев И.В.Курс общей физики, Т.3,-М.: Высшая школа, 1982.
   

---

Смотрите также файлы

• Реферат на любую из предложенных тем Развитие волейбола за рубежом.docx

• Практикум по курсу Охрана труда для студентоввсех специальностей и форм обучения бгуир под общей редакцией Т. Ф. Михнюка Минск 2004 удк 658. 382 (075. 8).pdf

• Инструкция по монтажу и эксплуатации ресивера 36 3 1 Общие сведения 1 Руководство по эксплуатации, объединенное с паспортом, является документом, содержащим техническое описание установок компрессорных.pdf

• Гендерные изменения в немецком языке (реферат).docx

• Ткая характеристика обучающегося фио севрюк Илья Евгеньевич.docx