Министерство образования РФ
Санкт – Петербургский государственный горный институт
(технический университет)
Кафедра общей и технической физики
ЛАБОРАТОРИЯ ОПТИКИ
РАБОТА 11
ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
Выполнил студент группы ВД-00Аксенов А.С.
Проверил Корольков А.П.
САНКТ - ПЕТЕРБУРГ
2001
Описание установки.
Излучение лазера 1 (рис. 5) проходит через поляризатор 2 , анализатор 4 и попадает на фотодетектор 5. Фототок, пропорциональный интенсивности света, прошедшего через анализатор, измеряется микроамперметром 6, включённым в режиме измерения тока. В оптический канал может вводиться четвертьволновая пластина 3.
1 2 3 4 5 6
Рис. 5
Полупроводниковый лазер находится в цилиндрическом кожухе, укреплённом на стойке.
Поляризатор (2) размещается в полукруглом держателе на стойке. Анализатор (4) укреплён в поворотном элементе со шкалой для отсчёта угла в градусах и зубчатым колесом, облегчающим вращение. Четвертьволновая пластина смонтирована в круглой оправе с нанесённой по ободу шкалой по углу.
Задание 1. Исследование поляризации лазерного излучения.
Излучение лазера, как правило, поляризовано. Поэтому необходимо проверить, есть ли поляризация, и если есть, то, какого типа.
Поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси, и наблюдая за табло измерительного прибора, я сделал вывод, что, излучение поляризовано линейно т.к. фототок был близок к нулю.
Задание 2. Изучение закона Малюса.
Табл. 1
|
φ,град. |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
cos2φ |
1 |
0,97 |
0,88 |
0,75 |
0,59 |
0,41 |
0,25 |
0,12 |
0,03 |
0 |
0,03 |
|
I |
38 |
36 |
35 |
31 |
24 |
18 |
11 |
5 |
2 |
0 |
2 |
|
I/Io |
1 |
0,96 |
0,91 |
0,81 |
0,63 |
0,46 |
0,28 |
0,13 |
0,05 |
0 |
0,05 |
|
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
|
0,12 |
0,25 |
0,41 |
0,59 |
0,75 |
0,88 |
0,97 |
1 |
|
6 |
12 |
19 |
26 |
28 |
32 |
34 |
38 |
|
0,15 |
0,31 |
0,5 |
0,68 |
0,74 |
0,85 |
0,92 |
1 |
График функции f(cos2φ)=I/I0
Степень поляризации Р находим по формуле Р = (Imax - Imin)/ ( Imax + Imin):
P=(38-0)/(38+0)= 1
На графике видно, что зависимость между углом φ и отношением интенсивности падающего излучения линейная, следовательно, выполняется закон Малюса.
Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
Табл. 2
Показывает изменение силы фототока в зависимости от угла φ.
|
φ,град. |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
|
I |
3 |
1 |
4 |
10 |
16 |
19 |
18 |
14 |
7,5 |
2,5 |
|
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
|
1 |
3 |
8,5 |
14 |
18 |
18 |
13,5 |
7,5 |
3 |
Oтношение полуосей эллипса
поляризации: E / Ey
=
=(1/19)1/2=0,22
Задание 4. Исследование круговой поляризации.
Положение, при котором изменение интенсивности от Imax до Imin наименьшее равняется приблизительно углу в 2000 анализатора. Это положение соответствует углу 450 между плоскостью поляризации излучения и оптической осью четвертьволновой пластины.
|
φ,град. |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
|
I |
58 |
56 |
54 |
54 |
53 |
56 |
58 |
60 |
61 |
61 |
|
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
|
59 |
57 |
55 |
54 |
55 |
56 |
58 |
58 |
58 |