Знакомство с основными свойствами света. Проверка закона Малюса, страница 2

Поляризатор может вращаться вокруг оси, совпадающей с направлением светового пучка, в круглой оправе, снабженной делениями в градусах.

Пучок света, излучаемого лазером проходит через поляризатор П, попадает под углом Брюстера на зеркало анализатора А. Отражаясь от поверхности зеркала, пучок попадает в окно фотоэлемента ФЭ, где пропорционально интенсивности света вырабатывается электрический сигнал, измеряемый микроамперметром ИП. При вращении поляризатора вокруг оси хода луча интенсивность отраженного света, а значит, и измеряемый фототок будут изменяться, согласно закону Малюса.

Порядок выполнения работы.

1. Подключить лазер к сети 220 В. Подключить измерительный прибор к сети 220 В. Включить прибор, нажав кнопку «Сеть».
2. Установить поляризатор на деление 0°.
3. Установить зеркало под углом Брюстера к падающим лучам, совместив риски на подвижной и неподвижной частях анализатора.
4. На пути отраженного луча установить фотоэлемент, так, чтобы луч падал в окно фотоэлемента.
5. Слегка отклоняя луч лазера регулировочными винтами вправо-влево и вверх-вниз добиться максимального отклонения стрелки измерительного прибора (не менее 40 делений).
6. Вращая поляризатор, записать в таблицу показания измерительного прибора ИП (в делениях) через каждые 15°, в пределах от 0° до 360°.

Таблица замеров.

№ опыта	a°	cosa	cos2a	N, дел.	N/N0
1	0	1	1	35	1
2	15	0,966	0,933	33	0,043
3	30	0,866	0,750	26	0,743
4	45	0,707	0,500	18	0,514
5	60	0,500	0,250	9	0,257
6	75	0,259	0,067	2	0,057
7	90	0	0	0	0
8	105	-0,259	0,067	2	0,057
9	120	-0,500	0,250	10	0,286
10	135	-0,707	0,500	18	0,514
11	150	-0,866	0,750	24	0,686
12	165	-0,966	0,933	28	0,800
13	180	-1	1	34	0,971
14	195	-0,966	0,933	32	0,914
15	210	-0,866	0,750	26	0,743
16	225	-0,707	0,500	16	0,457
17	240	-0,500	0,250	10	0,286
18	255	-0,259	0,067	3	0,086
19	270	0	0	1	0,029
20	285	0,259	0,067	3	0,086
21	300	0,500	0,250	11	0,314
22	315	0,707	0,500	18	0,514
23	330	0,866	0,750	28	0,800
24	345	0,966	0,933	34	0,971
25	360	1	1	35	1

Обработка результатов измерений.

Так как фототок пропорционален интенсивности света, то при выполнении закона Малюса должно выполняться равенство

N = N₀cos²a

где N – показания прибора при различных значениях угла a;

N₀ – показание прибора, соответствующее максимальному отклонению, т.е. максимальной интенсивности.

1. Для каждого значения угла a рассчитать cosa и cos²a.
2. Рассчитать N/N₀, соответствующее каждому углу a. Полученные значения сравнить с cos²a.
3. Построить график N = f(a) в полярных координатах.
4. Построить график N/N₀ = f(cos²a).

График зависимости N = f(α).

 

График зависимости N/N₀ = f(cos²α).

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое поляризация и поляризованный свет?
2. Что такое поляризаторы и анализаторы света?
3. Как можно получить поляризованный свет?
4. Что такое угол Брюстера? Сформулировать закон Брюстера.
5. Как определить показатель преломления, зная угол Брюстера?
6. Сформулировать закон Малюса.