Экспериментальная проверка закона малюса

Цель работы - ознакомиться с методами получения и анализа поляризованного света; изучить зависимость интенсивности света, прошедшего через два поляризатора, от их взаимного расположения.

Если свет проходит через два поляризатора, плоскости которых образуют между собой угол , то интенсивность света, пропущенная такой системой, будет пропорциональна cos². Это утверждение носит название закона Малюса (см. раздел 1, с. 5).

Оптическая схема установки, предназначенной для экспериментальной проверки закона Малюса, приведена на рис. 13, а ее общий вид представлен на рис. 14 Установка состоит из осветителя 1, приемника излучения 2, и двух поляризаторов 3 и 4, один из которых закреплен на вертикально установленном гониометрическом столике 5. В качестве приемника излучения служит цезиевый фотоэлемент 6, в оправе объектива которого установлена фокусирующая линза 7. Сила фототока, которая пропорциональна интенсивности света, падающего на фотоэлемент, измеряется с помощью гальванометра 8. Фотоэлемент и осветитель питаются от одного блока питания 9.

Порядок выполнения работы

1. Включить гальванометр 8 и блок питания 9 в сеть 220 В.

2. Расположить осветитель 1, поляризаторы 3 и 4 и фотоэлемент 6 так, чтобы их центры находились на одной прямой.

3. Вращением поляризатора 4, закрепленного на гониометрическом столике 5, добиться наибольшего погашения света, проходящего через поляризаторы 3 и 4, что регистрируется с помощью гальванометра 8.

4. Установить нуль по шкале гальванометра и отсчитать показание гониометра ₀, соответствующее минимальной интенсивности проходящего света.

5. Затем, изменяя угол поворота  гониометрического столика в пределах от ₀ до ₀ + 180 с шагом 10 - 15, определить соответствующие показания гальванометра I. Для угла поворота ₀ + 90 показание гальванометра должно быть наибольшим (I_max).

6. По формуле определить угол между плоскостями поляризаторов. Рассчитать соответствующие им значенияcos² и результаты занести в табл. 1.

Таблица 1

 ,град	I, дел.		cos2

7. Построить график зависимости величины от cos². Подтверждением справедливости закона Малюса будет служить совпадение этого графика с прямой, тангенс угла наклона которой равен единице.

Контрольные вопросы

1. Что называется естественным и поляризованным светом?

2. Способы получения поляризованного света (поляризация при отражении и преломлении; двойное лучепреломление)

3. Устройство и принцип действия поляризаторов (призма Николя, поляроиды).

4. Закон Малюса.

Лабораторная работа 306

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

ВЕЩЕСТВА ПО УГЛУ БРЮСТЕРА

Цель работы- определить показатель преломления призмы по углу Брюстера.

Из теории следует (см. раздел 2), что если поляризованный свет, колебания вектора Е которого происходят в плоскости падения луча, падает на призму под углом Брюстера _Бр (), то интенсивность отраженного луча равна нулю. В данной работе плоскость падения является горизонтальной (совпадает с плоскостью рис. 15).Абсолютный показатель преломления первой среды (воздуха) равен единице, то относительный показатель преломленияn₂₁ равен абсолютному показателю преломления n вещества призмы. Таким образом, чтобы определить абсолютный показатель преломления призмы, достаточно найти такой угол падения , при котором интенсивность отраженного света будет равна нулю.