December 05 2016 16:33:57
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Методические указания

Цель работы: ознакомление со свойствами поляризованного света, проверка закона Малюса.

Световая волна представляет собой совокупность колебаний вектора напряженности электрического поля E и вектора напряженности магнитного поля H. Эти колебания происходят во взаимно-перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных также и к направлению распространения волны. Понятие поляризованный свет связано с упорядоченностью колебаний вектора E в световой волне. Свет называется поляризованным, если колебания вектора E каким-либо образом упорядочены. Например, вектор E может поворачиваться вокруг направления распространения волны, пульсируя по величине так, чтобы конец этого вектора описывал эллипс. Такой свет называется эллиптически поляризованным. Если колебания вектора E происходят вдоль прямой, перпендикулярной к направлению распространения световой волны, то такой свет называется плоско - (или линейно-) поляризованным.

Естественный (белый) свет не является поляризованным, т.к. в нем в каждый момент времени вектор E имеет случайную ориентацию в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Плоско поляризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризатора (или поляроида). Этот прибор свободно пропускает колебания, параллельные некоторой плоскости, называемой плоскостью поляризатора. Колебания, перпендикулярные этой плоскости, идеальный поляризатор поглощает полностью (реальный – частично). Таким образом, если на идеальный поляризатор падает плоско поляризованный свет с амплитудой E0, в котором вектор E составляет угол φ с плоскостью поляризатора, то поляризатор пропустит только составляющую вектора E, параллельную этой плоскости. Поэтому амплитуду E прошедшего света можно записать в виде:

                           E= E0cos φ.                                               (1)

Возведя (1) в квадрат, получим выражение для соответствующих интенсивностей:

                              I = I0cos 2φ,                                                    (2)

где I0 – интенсивность падающего на поляризатор плоско поляризованного света, I – интенсивность света, прошедшего через поляризатор.

Выражение (2) называется законом Малюса. Проверка этого закона  и является целью этой работы. Схема установки изображена на рисунке.








Чтобы из неполяризованного света получить плоско поляризованный, после источника света 1 установлен поляризатор 2. Вышедшая из него плоско поляризованная волна попадает на поляризатор 3. Вращая его, мы можем менять угол φ между плоскостью поляризации волны и плоскостью поляризатора 3. Соответственно будет меняться и интенсивность пришедшего света, которая измеряется с помощью фотодиода 4, соединенного с микроамперметром. Сила тока, измеряемая микроамперметром, пропорциональна интенсивности света.

Выполнение измерений

  1. Включите в сеть источник света и микроамперметр. Для микроамперметра установите диапазон, удобный для измерений.

  2. Вращая поляризатор 3, получите максимальное значение фототока. Это положение поляризатора соответствует φ=0. Зафиксируйте показание φ΄ на лимбе поляризатора 3, соответствующее максимальному фототоку (это начало отсчета, от него далее будете отсчитывать угол φ). Запишите в таблицу первое значение угла φ=0 и максимальное значение фототока I, измеренное в делениях.


φ I,дел I / I0
00

100

200

300

400

500

600

700

800

900


  1. Снимите зависимость фототока I от угла φ, повернув поляризатор сначала на 100 от начала отсчета и потом прибавляя по 100 для каждого последующего измерения. Результаты занесите в таблицу.

  2. Рассчитайте отношение I / I0, где I0 – максимальное значение фототока.

  3. Постройте зависимость I / I0 от угла φ по данным таблицы. На этом же графике постройте теоретическую зависимость I / I0 =cos 2φ. Сделайте вывод о выполнении закона Малюса в проведенном эксперименте.


Контрольные вопросы

  1. Что такое поляризованный свет, чем он отличается от неполяризованного?

  2. Является ли естественный (белый) свет поляризованным?

  3. Какой свет называется плоско- поляризованным?

  4. Сформулируйте закон Малюса.


Список рекомендуемой литературы

И.В.Савельев. “Курс общей физики”. Т.2. М.:Наука, 1982

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,195,128 уникальных посетителей