Добавил:

guap4736_vkclub152685050 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Предмет:

Физика

Файл:

Исследование поляризованного света

.pdf

Скачиваний:

219

Добавлен:

10.08.2019

Размер:

816.03 Кб

Скачать

☆

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Лаборатория оптических исследований

Отчет по лабораторной работе №5

Тема работы:

Исследование поляризованного света

Выполнил: студент гр.

ИГ-17-1

Арзамасова Т.М.

(шифр группы)

(подпись)

(Ф.И.О.)

Дата:

Проверил:

доцент

Фицак В.В.

(должность)

(подпись)

(Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2018

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Цель работы: Изучить явление поляризации световых волн: определить степень поляризации лазерного излучения, провести экспериментальную проверку закона Малюса, самостоятельно получить и исследовать циркульно- и эллиптически поляризованный свет.

Явление, изучаемое в работе: поляризованный свет

Теоретические сведения

Видимый свет представляет собой электромагнитные волны с длинами волн от 4 10–7 м

(фиолетовый) до 7 10–7 м (красный).

Естественный свет – это свет, при котором колебания векторов и происходят по всевозможным направлениям в поперечной плоскости.

Некоторые источники (лазеры) могут испускать поляризованный свет. В таком свете колебания электрического и магнитного полей происходят не по всем направлениям, а

только в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Такой свет называют линейно поляризованным (или плоско поляризованным).

Имеется пять типов поляризованного света: естественный или неполяризованный свет; частично-поляризованный свет; линейноили плоско-поляризованный свет; свет,

поляризованный по кругу (циркульно); эллиптически-поляризованный свет.

Закон Малюса: интенсивность света I, выходящего из анализатора, пропорциональна квадрату косинуса угла α между направлением плоскостей пропускания вектора Е поляризатора и анализатора.

– закон Малюса

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Схема установки:

В состав установки входят: He-Ne лазер 1 мощностью 1,0 мВт, оптическая скамья 2;

поляризатор 3, четвертьволновая (λ/4) пластина 4, анализатор 5, фотодетектор 6;

цифровой мультиметр 7. Для отсчета углов поворота элементы 3, 4 и 5 установлены во вращающемся держателе с радиально нанесенными делениями, расположенными через равные угловые промежутки с шагом в 5о.

Расчетные формулы

											, где Р -			степень	поляризации, а				I – сила
фототока;											, где Р -			степень	поляризации, а				I – сила
фототока;
						– Формула отношения полуосей эллипса поляризации, где I – сила

			Ex
фототока,			Ex		- отношение полуосей эллипса поляризации
фототока,					- отношение полуосей эллипса поляризации
			E y
	Исследование поляризации лазерного света
	Таблица 1

φ,		-90		-80			-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град		-90		-80			-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град

I,мA		0,215		0,271			0,300		0,315	0,336		0,344		0,350	0,350		0,351		0,352

сos2φ		0		0,03015			0,11697		0,25	0,41317		0,58682		0,75	0,88302		0,96984		1


φ,		10				20		30	40		50		60	70		80		90
град		10				20		30	40		50		60	70		80		90
град

I,мA		0,350				0,344		0,334	0,326		0,313		0,285	0,253		0,163		0,215

сos2φ				0			0			0		0			0		0
		,96984				,88302		,75	,58682		,41317		,25	,11697		,03015

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Значения фототока изменяются в зависимости от угла поворота анализатора, от

наименьшего значения до наибольшего. Излучение линейно поляризовано.

Изучение закона Малюса

Таблица 2

φ,	-90	-80		-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град	-90	-80		-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град

I,мA	0,109	0,242		0,286		0,310	0,329		0,342		0,351	0,354		0,360		0,361

сos2φ	0	0,03015		0,11697		0,25	0,41317		0,58682		0,75	0,88302		0,96984		1

I/Io		0		0			0		0			0		0		1
	,301	,670		,792		,858	,911		,947		,972	,980		,997


φ,	10		20		30	40		50		60	70		80		90
град	10		20		30	40		50		60	70		80		90
град

I,мA	0,359		0,356		0,350	0,344		0,331		0,314	0,287		0,250		0,124

сos2φ		0		0			0		0			0		0
	,96984		,88302		,75	,58682		,41317		,25	,11697		,03015
I/Io		0		0			0		0			0		0
	,994		,986		,969	,952		,916		,869	,795		,692		,343

Imax 0,361мА

Imin 0,109 мА

Степень поляризации Р находим по формуле:

P		I		I				0,361 0,109			0,129
			max	min
		I		I				0,361 0,109
			max		min
	Изучение эллиптической поляризации
	Таблица 3

φ,			-90				-80		-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град			-90				-80		-70		-60	-50		-40		-30	-20		-10		0
град

I,мA			0,267			0,288			0,307		0,316	0,328		0,333		0,339	0,344		0,345		0,343


φ,				10			20			30	40		50		60	70		80		90
град				10			20			30	40		50		60	70		80		90
град

I,мA			0,337				0,335			0,328	0,315		0,297		0,281	0,259		0,245		0,264

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Imax 0,345 мА

Imin 0,245 мА

	Отношение полуосей эллипса поляризации:						Ex =	I min	0,245	0,84
							E y	I max	0,345
	Исследование круговой поляризации
	Таблица 4
φ,	-90	-80	-70	-60	-50		-40	-30	-20		-10	0
град	-90	-80	-70	-60	-50		-40	-30	-20		-10	0
град
I,мA	0,297	0,301	0,304	0,307	0,308	0,305		0,307	0,312		0,313	0,315
φ,	10	20	30	40	50		60	70	80		90
град	10	20	30	40	50		60	70	80		90
град
I,мA	0,312	0,310	0,307	0,304	0,303		0,297	0,295	0,296		0,297

Погрешность прямых измерений

0,5

I 0,001мА

Погрешность косвенных измерений

						2 I				2 I					2 0,001 10 3				2 0,001 10 3
Р Р												0,129									0,0015
Р Р												0,129						3		3	0,0015
					Imax		Imin							(0,361 0,109) 10				3	(0,361 0,109) 10	3
					Imax		Imin		Imax Imin					(0,361 0,109) 10					(0,361 0,109) 10
	E	x	E	x		1		I		I		1	0,001			0,001
		x		x							0,84						0,0029
											0,84						0,0029
	Ey		Ey			2		Imin				2	0,245			0,345
	Ey		Ey			2		Imin		Imax		2	0,245			0,345

Вывод

Во время работы мы изучили поляризацию света. На практике был исследован закон Малюса. Были изучены круговая и эллиптическая поляризации, а также получены их графики.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Графики

		График зависимости I/I0 = f (cos2φ)
	1,8
	1,6
	1,4
	1,2
I/I0	1
I/I0	0,8
	0,6
	0,4
	0,2
	0
	0	1	2	3	4
			^2
		График зависимости I=f( )

		-90
90	0,35	-80
80	0,3	-70
80		-70
	0,25
70	0,2	-60
	0,15
60	0,1	-50
60		-50
	0,05
	0

50	-40
40	-30
30	-20
20	-10
10	0

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

График зависимости I=f( )

		-90
	90120	-80
80	100	-70
70	80	-60
70	60	-60
	60
60	40	-50
60	20	-50
	20
50	0	-40
50		-40
40		-30
30		-20
	20	-10
	10	0

Соседние файлы в предмете Физика

#
12.08.2019169.04 Кб4Измерение разрешающей способности объективов.pdf
#
12.08.2019143.54 Кб1Измерить показатель преломления стекла для нескольких длин волн.pdf
#
12.08.2019164.8 Кб18Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света..pdf
#
11.08.2019147.48 Кб13изучение прецессии гироскопа.pdf
#
12.08.2019137.12 Кб2Изучения преломления света призмой.pdf
#
10.08.2019816.03 Кб219Исследование поляризованного света.pdf
#
11.08.2019175.53 Кб4Исследование режимов работы источника электроэнергии.pdf
#
11.08.2019250.51 Кб1Исследование электрического поля плоского конденсатора-1.pdf
#
10.08.2019254 Кб7Исследование электрического поля плоского конденсатора.pdf
#
24.08.20191.34 Mб9лабораторные физика.pdf
#
21.08.201975.29 Mб107Лекции по Физике Земли.pdf