Упражнение 2 Исследование линейно поляризованного света (проверка закона Малюса)

Задача заключается в экспериментальном выявлении линейной поляризации света и проверке закона Малюса. Для ее решения необходимо:

1. Ввести в ход лучей поляризатор 3 и анализатор 5, включить источник света и электроизмерительный прибор. При выполнении задания ось поляризатора может быть ориентирована произвольно.

2. Совместить направление осей поляризатора и анализатора (т.е. угол поворота анализатора и угол поворота поляризатора ). При этом возникающее после поляризатора линейно поляризованное излучение целиком проходит через анализатор и имеет наибольшую интенсивность . Это соответствует максимальному отклонению стрелки электроизмерительного прибора.

3. Поворачивая анализатор через каждые ( ), определить для каждого угла поворота значение фототока I.

4. Повернуть ось поляризатора на угол , затем на . Определить зависимость для различных значений в пределах .

5. По полученным данным построить графики зависимости при для четырех значений . Выполнение закона Малюса (5) свидетельствует о линейной поляризации излучения.

Упражнение 3 Исследование эллиптически поляризованного света и поляризованного по кругу света

Задача заключается в экспериментальном выявлении эллиптической поляризации света и определении основных параметров эллипса поляризации. Для этого необходимо:

1. Установить поляризатор 3 и анализатор 5 в скрещенное положение и ввести в ход лучей непосредственно после поляризатора двояко преломляющую пластинку 4. Поворачивая пластинку, установить ее главные направления параллельно осям x и y (см. рис.16).

2. Повернуть ось поляризатора на угол . При этом излучение после пластинки « » приобретет эллиптическую поляризацию.

3. Поворачивая анализатор, провести измерения интенсивности при , обращая внимание на точность измерений вблизи экстремальных значений. Найденную зависимость изобразить графически. Определить угол наклона большой оси эллипса поляризации и найти отношение его осей с помощью (8) – (10). Изобразить эллипс поляризации графически в системе координат xoy.

4. Повернуть ось поляризатора на угол . При этом излучение после пластинки « » приобретет круговую поляризацию. Убедиться в этом, используя метод вращающегося анализатора. Определить зависимость и представить ее графически.

Упражнение 4 Исследование поляризационных свойств лазерного излучения

В установке предусмотрена возможность использования в качестве источника освещения вместо осветительного устройства 1 полупроводникового лазера. Так как излучение лазера является линейно поляризованным, то в данном случае отпадает необходимость в поляроиде 3.

Исследование целесообразно проводить в следующем порядке.

1. Включить блок питания лазера.

2. Снять со скамьи все элементы, кроме фотоприемника, и включить лазер. Убедиться, что луч лазера попадает на фотоэлемент. При этом электроизмерительный прибор должен показать наличие фототока.

3. Установить на скамью между лазером и фотоприемником поляроид и, вращая его вокруг оптической оси системы, измерить зависимость интенсивности света от угла поворота. Заметить, при каком положении поляроида , то есть плоскость пропускания поляроида перпендикулярна плоскости колебаний в луче лазера. Это положение принять за начало отсчета угла . Построить график и объяснить его.

4. Поместить между лазером и поляроидом четверть волновую пластинку. Вращая пластинку, найти направления, при которых линейно поляризованный свет лазера после прохождения через пластинку остается линейно поляризованным.

5. Повернув пластинку на угол и оставив ее в этом положении, снять зависимость фототока от угла поворота поляроида. Построить график в полярных координатах, найти основные параметры эллипса поляризации. Меняя угол поворота пластинки через каждые в пределах , найти такие положения анализатора и , при которых интенсивность пропущенного им света максимальна и, соответственно, минимальна: , . Сопоставить полученные результаты с теорией по (8) – (10) .

6. Убедиться в том, что исследуемая пластинка действительно четверть волновая, для чего найти такую ориентацию пластинки, при которой пропущенный ею свет поляризован по кругу (a=b).