Лабораторная работа 7 Изучение закона Малюса

Цель: исследование прохождения света через два поляроида, проверка закона Малюса.

Оборудование: осветитель, два поляроида, фотоприемник, миллиамперметр.

Если на поляроид падает плоскополяризованный свет, то он почти полностью проходит через него, когда плоскость колебаний вектора Е в падающем луче совпадает с плоскостью поляроида, или почти полностью задерживается им, когда вектор Е перпендикулярен этой плоскости. Если вектор Е образует угол  относительно плоскости поляроида ОО^/, луч может быть разложен на два луча, у которых векторы Е_{ } и Е_ взаимно перпендикулярны и определяются они как

Е_{ } = Е cos, Е_ = Е sin. (1)

Вектор Е_{ } первого луча, лежащий в плоскости поляроида, проходит через него (рис. 1), вектор Е_второго луча, перпендикулярный к этой плоскости, задерживается им. Так как интенсивность прошедшей волны пропорциональна Е²_{ }, то I  Е² cos².

Тогда

I = I₀ cos², (2)

где I₀  интенсивность прошедшего света при  = 0.

Соотношение (2) называется законом Малюса.

Рис. 1	Рис. 2

Описание установки

Установка содержит два поляроида П₁ и П₂, расположенных на пути светового луча, идущего от источника естественного света к приемнику — фотоэлементу с гальванометром Г (рис. 2). Свет, пройдя первый поляроид (называемый поляризатором), становится плоскополяризованным. Его вектор Е образует с плоскостью второго поляроида (называемого анализатором) угол . Интенсивность прошедшего света определяется законом Малюса [см. формулу (2)].

Порядок выполнения работы

1. Отметить по шкале держателя поляризатора П₁ угол установки его плоскости _п.

2. Вращать анализатор П₂, отмечая через каждые 20 угол его установки _а и ток i через гальванометр. Измерения проводят до полного поворота анализатора на 360. Данные измерений занести в таблицу.

а

 = а п

cos2

i

3. Построить графики зависимости i от cos² и .

4. Сделайте вывод: выполняется закон Малюса или нет?

Контрольные вопросы

1. Чем отличается естественный свет от поляризованного?

2. В чем заключается явление двойного лучепреломления?

3. В чем состоит явление поляризации света?

4. Что такое поляроид?

5. В чем состоит явление дихроизма?

6. Сформулируйте закон Малюса.