Экспериментальная установка. Методика эксперимента
Экспериментальная установка состоит из оптической скамьи с набором рейтеров и приспособлений, источника монохроматического излучения (лазера), двух поляроидов в оправах, фотометрического датчика и цифрового микроамперметра.
Принципиальная оптическая схема установки представлена на рис. 3. Световой пучок, излучаемый лазером Л, проходит через поляризаторП1, становится плоскополяризованным и падает на поляризаторП2. При помощи поляризатораП2 исследуется падающий на него поляризованный свет. (Используемый для исследования поляризованного света поляризатор называютанализатором.) Свет, прошедший через два поляризатора падает на фотометрический датчикФ. При помощи микроамперметра измеряется фототокI, являющийся пропорциональным интенсивности света, падающего на фотометрический датчик.
Рис. 3
В лабораторной работе измеряется фототок Iв зависимости от угламежду разрешёнными плоскостями колебаний поляроидов. Результаты измерений изображаются на графике зависимостиI(cos2). Если в пределах погрешности экспериментальные результаты ложатся на прямую (рис. 4), то можно сделать вывод об экспериментальном подтверждении закона Малюса.
Рис. 4
Измерения. Обработка результатов измерений
Соберите на оптической скамье установку по схеме, показанной на Рис. 3.
Включите лазер и, регулируя положения поляризаторов и фотодатчика, добейтесь попадания светового пучка на фотодатчик.
Включите микроамперметр и, вращая поляризаторы, убедитесь, что микроамперметр реагирует на эти вращения.
Установите анализатор (поляризатор П2, на оправе которого нанесена шкала с ценой деления в 1) в положение“90”и, вращая поляризаторП1, добейтесь полного непрохождения светового пучка через анализатор. (Визуально видно, что при некотором положении поляризатораП1освещённость фотодатчика практически пропадает. Показание микроамперметра при этом обращается в нуль.) В соответствии с законом Малюса (1) этому взаимному расположению поляризаторов соответствует значение угларавное 90.
Установите анализатор в положение “0”и, вращая его, снимите зависимостьI(). Измерения проведите в диапазоне измененияот 0до 360. Диапазон 090исследуйте более подробно. Оцените погрешности Ваших измерений. Результаты измерений и расчётов занесите в таблицу:
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0
18
30
42
54
60
72
90
120
150
180
210
240
270
300
330
cos
1.0
0.95
0.87
0.74
0.59
0.50
0.31
0.0
xcos2
1.0
0.90
0.75
0.55
0.35
0.25
0.10
0.0
x
I
I
По результатам эксперимента на миллиметровой бумаге постройте график зависимости I(cos2). Сделайте соответствующие выводы.