Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате

Кафедра "Общенаучные дисциплины"

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ОНД Зам. директора по учебной работе

______________ А.К. Боровиков ________________Г. И. Евдакимов

________________________2010 ____________________________2010

Методические указания к лабораторной работе изучение и исследование поляризованного света

Дисциплина «Физика»

СОГЛАСОВАНО РАЗРАБОТАЛ

Инженер по охране труда ст. преподаватель кафедры ОНД

_____________ Г. В. Мангуткина ______________В.Г. Прачкин

____________________ 2010 ___________________2010

Салават 2010

Методические указания предназначены для специальностей 140610 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений», 240801 «Машины и аппараты химических производств», 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Рассмотрено на заседании кафедры ОНД

Протокол №__________ от_____________2010

© Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Салавате

Изучение и исследование поляризованного света

Цель работы:

Получение и исследование поляризованного света.

Оборудование:

Осветитель 30, стопа пластин 37, зеркало черное 42, поляроид 36, фоторезистор и прибор для измерения фототока.

1 Краткая теоретическая часть

Получить из естественного света линейно поляризованный, а также исследовать свойства света можно с помощью поляризаторов.

Поляризатор — это оптическое устройство, при прохождении через которое свет стано­вится линейно поляризованным. Плоскость колебаний вектора Е света, про­пускаемого поляризатором, называется плоскостью поляризатора.

Если плоскость колебаний плоско поляризованного света, падающего на поляризатор, совпадает с плоскостью поляризатора, такой свет проходит через поляризатор полностью. Если плоскость колебаний плоско поляризо­ванного света перпендикулярна плоскости поляризатора, то идеальный по­ляризатор не пропускает света вообще.

Если плоскость колебаний плоско поляризованного света составляет угол с плоскостью колебаний поляризатора, то из общей интенсивности света J_m , соответствующей величине амплитуды светового вектора падаю­щей волны E_m , через поляризатор будет проходить свет интенсивности J , соответствующей проекции светового вектора падающей волны на направление плоскости колебаний поляризатора Е_|| (см.рисунок 1).

Рисунок 1.1 – Прохождение плоско (линейно) поляризованного света через поляризатор

Так как Е||=Е_m cosα,, получаем закон Малюса:

J=J_m cos2 (1),

Т.е. интенсивность прошедшего через поляризатор плоского поляризованного

света пропорциональна квадрату косинуса между плоскостями поляризации света и поляризатора.

Таким образом, согласно закону Малюса вращение поляризатора вокруг направления распространения плоско поляризованного света изменяет интенсивность прошедшего через поляризатор света от J=J_max до J = 0.

Вращение поляризатора вокруг направления распространения естественного света не изменяет интенсивность прошедшего через поляризатор света. Она остается постоянной и равной J= , где J₀ - интенсивность падающего естественного света. Вращение поляризатора вокруг направления распространения частично поляризованного света (J_общ=J_пол+J₀) изменяет интенсивность прошедшего через поляризатор света от J=J_max до J=J_min по закону:

J = J_пол cos2 + 1/2 J₀ , (2)

где J_пол - интенсивность поляризованной составляющей; J₀ - интенсивность естественной составляющей.

При =0 J = J_пол+1/2J₀= J_max

=90° J = 0 + 1/2J₀= J_min

Отсюда видно, что

J_max – J_min = J_пол

J_max + J_min = J_пол + J₀ = J_общ

Следовательно, измерив J_max и J_min можно вычислить степень поляризации по формуле :

(3)

которая и используется для экспериментального определения степени поляризации частично линейно поляризованного света с помощью поляризатора

.