Закон малюса

1.Цель работы: изучение теоретических основ поляризации света, экспериментальная проверка закона Малюса.

2.Теоретическая часть: ознакомиться с предыдущим параграфом

ось второго поляризатора (анализатора) фотоприемник(4)

ось первого поляризатора анализатор (3)

неполяризованный свет угол между осями ()

поляризатор (2)

источник света (1) Рис.3 ось

Если на пути линейно поляризованного света , полученного, например 

после прохождения поляризатора, поставить второй поляризатор-анализатор, то

составляющая вектора напряженности, перпендикулярная оси, не проходит через

анализатор (рис.2) . Следовательно, напряженность поля на выходе анализатора (): Рис.4

Е₁=Е₀ cos , (1.1)

где  - угол между осями поляризатора и анализатора.

Фотоприемник измеряет интенсивность (энергию) падающего на него света. Энергия электрического поля пропорциональна квадрату напряженности. Воспользовавшись (1) получим:

I₁=I₀ cos, (1.2)

Где I₀ – интенсивность света после поляризатора (на входе анализатора), I₁ – интенсивность на выходе анализатора (на входе фотоприемника).

Этот закон в честь открывшего его в 1810 г. ученого называется законом Малюса.

3. Экспериментальная часть

3.1. Краткое описание экспериментальной установки и оборудования.

Схема установки показана на рис.1. Вся установка смонтирована на оптической скамье. В качестве поляризатора 2 и анализатора 3 используются поляроиды, одинаковые по конструкции. Свет от источника света 1(лампа накаливания) проходит поляризатор 2 и анализатор 3 и попадает на фотоприемник 4, роль которого выполняет фотодиод, на выходе которого установлен микроамперметр. (В некоторых установках фотодиод закреплен на анализаторе). Электрический ток через фотодиод прямо пропорционален интенсивности светового потока. Анализатор и поляризатор могут свободно вращаться в плоскости, перпендикулярной лучу света и снабжены лимбами с угломерной шкалой в градусах.

3.2. Методика проведения эксперимента.

3.2.1. Включить источник света - 1.

3.2.2.Отрегулировать по высоте положение анализатора (3), поляризатора (2) и фотодиода (4) так, чтобы луч от источника проходил через их оптические центры.

3.2.3. Поворачивая поляризатор вокруг угломерной шкалы добиться совмещения оптических осей поляризатора и анализатора (сделать=0).Этому положению соответствует максимальное значение силы тока. Принять соответствующий угол поляризатора за начало отсчета.

3.2.4. Поворачивая поляризатор через каждые 10°, занести показания индикатора в таблицу.

3.3. Обработка результатов эксперимента.

3.3,1. Рассчитать значения cos и cos² для значений углов лимба поляризатора. Результаты занести в таблицу.

3.3.2. Пользуясь данными таблицы построить график зависимости фототока от квадрата косинуса угла между анализатором и поляризатором.

I (мкА)

, град	cos 	cos,	I (мкА)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90

0.2 0.4 0.6 0.8 1 cos

4. Контрольное задание.

1. Ознакомиться с материалом лекции 6 и решить соответствующие контрольные задания.

2. Естественный и поляризованный свет.

3. Как нужно расположить оси поляризатора и анализатора, чтобы напряженность поля на выходе анализатора равнялась нулю?

Лабораторная работа 4-02