Добавил:

Sputnik Помощь с лабораторными, контрольными практическими и курсовыми работами по: - Инженерной и компьютерной графике - Прикладной механике Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Физика

Файл:

0501 Конунников ЛР6-1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.08.2022

Размер:

802.24 Кб

Скачать

☆

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

им. В.И. Ульянова (Ленина)»

кафедра физики

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА

Выполнила: Конунников Г. А.

Группа № 0501

Преподаватель: Иманбаева Р. Т.

Вопросы		Задачи ИДЗ	Даты коллокви-	Итог
			ума
			ума

6	29

Санкт-Петербург, 2021

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: проверка закона Малюса; определение степени поляризации света.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: Экспериментальная установка состоит из источника естественного света S (лампа накаливания),

диафрагмы D, линзы L, сменных светофильтров С, поляризатора Р,

анализатора А, фотоэлемента Ф и микроамперметра РА. Угол φ между главными сечениями поляризатора и анализатора можно изменять вращением анализатора вокруг оси, совпадающей с оптической осью установки. Угловое положение главного сечения анализатора определяется по шкале, находящейся на его корпусе. Экспериментальная установка представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Установка для проверки закона Малюса

Сила тока в цепи фотоэлемента пропорциональна интенсивности света I, падающего на фотоэлемент. Интенсивность света, прошедшего через анализатор, измеряется в условных единицах (делениях шкалы микроамперметра).

ИССЛЕДУЕМЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ:

электромагнитная волна является поперечной. Плоскость, в которой лежат векторы Е и k, называется плоскостью колебаний, а

перпендикулярная ей плоскость, в которой лежат векторы Н и k, –

плоскостью поляризации.

Световые волны суть электромагнитные волны с длинами волн от 400

до 760 нм. Свет от обычных (не лазерных) источников (например, от нити накаливания ламп) представляет собой совокупность большого числа волновых пакетов (цугов волн), каждый из которых является результатом единичного акта испускания электромагнитного излучения атомом вещества. Если положение плоскости колебаний в световой волне каким-

либо образом упорядочено, то свет поляризован (частично поляризован).

Если электромагнитная волна падает на границу раздела двух изотропных сред, то во второй среде имеется только одна волна, распространяющаяся по «обычным» законам преломления.

Одним из широко распространенных поляризаторов света является призма Николя, изготовленная так, что необыкновенная e волна проходит через призму, а обыкновенная о претерпевает на прослойке AA′, полное отражение и поглощается зачерненной гранью A′C. призма Николя представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – призма Николя

Закон Малюса. Пусть на анализатор падает плоско поляризованная волна с амплитудой напряженности электрического поля E1, плоскость колебаний которой (волны) образует с плоскостью главного сечения поляризатора угол φ. Интенсивность волны пропорциональна квадрату напряженности электрического поля. На выходе анализатора амплитуда напряженности электрического поля будет равна , а интенсивность света пропорциональна , тогда закон Малюса будет представлен как:

(1)

Если после первого поляризатора установить второй однотипный поляризатор, называемый анализатором, то интенсивность на выходе анализатора будет изменяться по закону Малюса

(2)

где I0 и I1 – интенсивности естественного и линейно поляризованного света на входе первого и второго поляризаторов соответственно; φ – угол между плоскостями поляризатора и анализатора.

Для характеристики частично поляризованных световых пучков вводят понятие степени поляризации, под которой понимают отношение интенсивности поляризованной составляющей к полной интенсивности светового пучка на выходе поляризатора

(3)

При вращении прибора вокруг направления луча интенсивность света на его выходе будет изменяться в пределах: .

При этом учтен тот факт, что поляризованная и естественная составляющие при прохождении через анализатор линейно поляризованы и изменяются в соответствии с законом Малюса:

(4)

Выразив , получим:

(5)

Для плоско поляризованного света .

Контрольные вопросы

6. Объясните принцип действия поляроида.

Ответ:

Поляроиды, преобразуют неполяризованный свет в линейно поляризованный, т. к. пропускают свет только одного направления поляризации.

29. Могут ли продольные волны быть плоско поляризованными?

Ответ:

Для продольной волны проекция вектора возмущения на плоскость фронта волны в любой момент времени дает точку, лежащую на прямой по которой распространяется волна. Следовательно, точка всегда симметрична направлению распространения волны и такая симметрия - признак неполяризованной волны. Следовательно, продольные волны не могут быть плоско поляризованными.

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИПРИЗМЫ

Таблица 1 – Значения					и в пределах полного оборота анализатора
N		= \|		−	\|			= \|		−	\|

1		0						90					0,5
													дел
2													дел
2

3

4

5

6

Таблица 2 – Проверка закона Малюса. Т =

,	0		10			20	30		40			60

( ), дел

,	70		80			90	100		110			120

( ), дел

,	130		140			150	160		170			180

( ), дел

,	190		200			210	220		230			240

( ), дел

,	250		260			270	280		290			300

( ), дел

,	310		320			340	350		360

( ), дел

Выполнил

Конунников Г.А.

Факультет ИБС

Группа № 0501

“____” __________ _____

Преподаватель: Иманбаева Р. Т

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Расчеты необходимые для проверки закона Малюса представлены в таблице 3.

Значения максимальной и минимальной интенсивности представлены в таблице 4 при N = 6, P = 95%.

Расчет степень поляризации света методом переноса погрешностей представлен в таблице 5 при P = 95%.

График экспериментальной и теоретической зависимости представлен на рисунке 5.

= \| −				\|		( )	экс	= ( ) −			У		( ) =		( )экс
= \| −				\|		( )		= ( ) −			У		( ) =
									Т			э			̅

	( )		теор								̅					̅
УТ( ) =			теор		= 2	+ = (1		− ) 2 + = (1 −				) 2 +
УТ( ) =		̅			= 2	+ = (1		− ) 2 + = (1 −				) 2 +				̅
		̅									̅					̅

Таблица 3 – Проверка закона Малюса

		, дел				( ), дел			( )экс, дел	Уэ( )					Ут( )

0		110				14			8	0,161616162				0,244822747

10		100				9			3	0,060606061				0,170569149

20		90				7			1	0,02020202				0,144781145

30		80				10			4	0,082191781				0,170569149

40		70				16			10	0,202020202				0,244822747

50		60				25			19	0,383838384				0,358585859

60		50				35			29	0,585858586				0,498136975

70		40				44			38	0,767676768				0,64664417

80		30				53			47	0,949494949				0,786195286

90		20				59			53	1,070707071				0,899958398

100		10				61			55	1,111111111				0,974211996

110		0				63			57	1,151515152				1

120		10				61			55	1,111111111				0,974211996

130		20				57			51	1,03030303				0,899958398

Продолжение таблицы 3

	, дел	( ), дел	( )экс, дел	Уэ( )	Ут( )

140	30	50	44	0,888888889	0,786195286

150	40	41	35	0,707070707	0,64664417

160	50	32	26	0,525252525	0,498136975

170	60	22	16	0,323232323	0,358585859

180	70	14	8	0,161616162	0,244822747

190	80	9	3	0,060606061	0,170569149

200	90	7	1	0,02020202	0,144781145

210	100	9	3	0,060606061	0,170569149

220	110	15	9	0,181818182	0,244822747

230	120	24	18	0,363636364	0,358585859

240	130	33	27	0,545454545	0,498136975

250	140	42	36	0,727272727	0,64664417

260	150	51	45	0,909090909	0,786195286

270	160	57	51	1,03030303	0,899958398

280	170	60	54	1,090909091	0,974211996

290	180	61	55	1,111111111	1

300	190	56	50	1,01010101	0,974211996

310	200	56	50	1,01010101	0,899958398

320	210	50	44	0,888888889	0,786195286

330	220	4	-2	0,707070707	0,64664417

340	230	32	26	0,525252525	0,498136975

350	240	22	16	0,323232323	0,358585859

360	250	13	7	0,141414141	0,244822747

Таблица 4 – Значения максимальной и минимальной интенсивности

						max	min

̅		∑=1		, дел		49,5	7,166667
̅						49,5	7,166667
=


				̅2
	= √		∑1	( − )	, дел	5,089204	0,408248
				5
				5

, дел

2,077659

0,166667

√

∆ =

∙ , дел

13,07925

1,049198

, дел

13,09925

1,069198

∆ = ∆ +

, дел

0,02

I =

50±13

7,2±1,1

± ∆, дел

Таблица 5 – Расчет степени поляризации света

−̅

∆̅

√(

)

+ (

)

̅ ̅

∆ =

+ ∆

+ ̅

(̅

+ ̅

= ̅ ,%

= ± ∆

2,987859

0,067123

2,99±0,07

0,023

График зависимости у(φ)

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

100

150

200

250

300

Уэкс Ут

Рисунок 5 – График экспериментальной и теоретической зависимости

Соседние файлы в папке ЛР 6

#
08.08.202227.75 Кб200501 Конунников ЛР6-1(1).docx
#
08.08.2022802.24 Кб590501 Конунников ЛР6-1.pdf
#
08.08.202220.78 Кб25Расчеты.xlsx