Контрольні запитання

1. Що треба розуміти під горизонтальною складовою магнітного поля? Як змінюється за величиною горизонтальна складова при переході від екватора до полюса?

2. У чому полягає метод визначення горизонтальної складової магнітного поля Землі в даній роботі?

3. Як знайти величину і напрямок напруженості магнітного поля колового струму в його центрі?

4. Чи буде змінюватися величина Н₀ у даному місці Землі від зміни сили струму в тангенс-гальванометрі?

5. Які одиниці вимірювання напруженості магнітного поля в СІ?

Література

1. Кучерук І.М. та ін. Загальний курс фізики. Т.1 : Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.

2. Зачек І.Р. та ін. Курс фізики: Навчальний підручник. – Львів.: «Бескит Біт», 2002. – 376 с.

3. Савельев И.В. Курс фізики: Учебник. В 3-х т. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

4. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика: Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка: Підручник для вузів. – К.: Вища школа, 1993.–431с.

5. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика: Уч. Пособие. – М.: Просвещение, 1987. – 304 с.

6. Лабораторный практикум по физике: Уч. Пособие для вузов/Под ред. К.А. Барсукова. – М.: Высш. шк., 1988. – 351 с.

7. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высш. шк.,1970.–448с.

8. Физический практикум : Механика и молекулярная физика //Под ред. В.И.Ивероновой. – М.: Высшая школа,1967.

9. Методичні вказівки до проведення лабораторних занять з дисципліни фізика / Укладачі: Бабічев С.А., Шарко О.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон: ХДМІ, 2008 – 82 с.

Лабораторне заняття № 16

Тема: Дослідження поляризованого світла та перевірка закону Малюса.

Мета роботи: дослідити закономірність поширення поляризованого світла та експериментально визначити залежність інтенсивності світла від кута між площинами поляризації двох поляризаторів.

Прилади та обладнання: оптична лава, збиральна лінза, освітлювач, два повзунки зі штативами, для закріплення лінзи та екрана, екран, міліметрова лінійка.

Теоретичні відомості

Х вилю, в якій напрямок коливань світлового вектора напруженості Е упорядкований називають поляризованою. Якщо коливання вектора Е відбуваються тільки в одній площині, що проходить вздовж променя, то хвиля називається поляризованою. Площина, у якій відбуваються коливається вектор Е, називають площиною поляризації. Світлові хвилі від звичайних джерел світла не виявляють асиметрії стосовно напрямку поширення. Таке світло називають природнім. У природньому світлі коливання вектора Е в будь-якій точці середовища відбуваються за різними напрямками. Природне світло можна представити як накладення (суму) двох некогерентних плоскополяризованих хвиль із взаємно ортогональними площинами поляризації. З природного світла можна одержати плоскополяризоване за допомогою приладів, називаних поляризаторами. Ці прилади пропускають коливання світлового вектора. Коливання ж, перпендикулярні до цієї площини, затримуються цілком або частково. Крім плоскополяризованого і природного світла існує частково поляризоване світло. Частково поляризоване світло, як і природне, можна представити у вигляді накладення двох некогерентних плоскополяризованих хвиль із взаємно перпендикулярними площинами поляризації, але різними по інтенсивності. Його можна розглядати як суму природної і плоскополяризованої складових, як показано на цьому малюнку праворуч.

З малюнка видно, що вертикальні коливання відповідають максимальної інтенсивності, горизонтальні – мінімальної.

Частково поляризоване світло характеризують ступенем поляризації Р, що визначають як

Тут Iпол – інтенсивність поляризованої складової, I0 – повна інтенсивність частково поляризоване світло. Для плоскополяризованого світло (Iпол= I0) ступінь поляризації Р=1, для природного світла (Iпол=0) Р=0.

Закон Малюса. У 1809 році французький інженер Э. Малюс відкрив закон, названий його ім'ям. У досвідах Малюса світло послідовно пропускалося через дві однакові пластинки з турмаліну (прозора кристалічна речовина зеленуватого кольору). Пластинки могли повертатися одна відносно іншої на кут φ. Якщо падаюче світло має інтенсивність I0, то інтенсивність минулого світла I виявилося прямо пропорційної cos2 φ:

.

Отримане співвідношення називається законом Малюса.

Розглянемо проходження природного світла послідовно через два ідеальних поляроїда П1 і П2, напрямки за якими пропускається світло, розгорнуті на деякий кут φ. Перший поляроїд відіграє роль поляризатора. Він перетворює природне світло в линейно поляризований. Нехай інтенсивність природного світла I0. Тоді інтенсивність світла, що пройшло через поляризатор буде . Другий поляроїд служить для аналізу падаючого на нього світла.

Відповідно до закону Малюса, інтенсивність I лінійно поляризованої хвилі на виході другого поляроїда буде дорівнює:

(1)

Виконання роботи.

1. Установити значення кута відповідно до обраного варіанта.

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
,	–40	–30	–20	–10	0	10	20	30	40	50

2. Збільшувати значення кута повороту другої пластини 2 від –90 до 90 через кожні 10. Фіксувати при цьому значення кута =2–1 між площинами поляризації двох пластин і інтенсивність минулих через обох пластинок світла I у частках інтенсивності природного світла. Результати вимірів занеси в таблицю:

2 ,	-90	-80	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
,
I

3. Побудувати графік залежності інтенсивності світла, що пройшло крізь пластинку, від кута. З графіка визначити, при яких кутах інтенсивність пройденого світла максимальна, а при яких мінімальна. Результати підтвердити розрахунками по формулі (1).