Метод та дослідницька установка

Міністерство освіти і науки України

Національний Авіаційний Університет

Кафедра загальної фізики

Лабораторна робота №12

на тему:

«ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА. ЗАКОН МАЛЮСА»

Виконав:

Студент: ІАСУ КП-106

Макушенко Олександр

Допущений:

Виконав:

Здав:

 

 

Київ-2013

Лабораторна робота №12

 

ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА. ЗАКОН МАЛЮСА

 

Мета роботи: вивчити явище поляризації світла; експериментально перевірити закон Малюса; вивчити явище інтерференції поляризованих променів.

Метод та дослідницька установка

Поляризація світла - фізична характеристика світлового випромінювання, що описує поперечну анізотропію світлових хвиль (неоднаковість амплітуд світлових хвиль, які утворюють світловий промінь, в різних площинах). Вперше це явище було помічено у 1690 році голландським вченим X. Гюйгенсом в дослідах з кристалами ісландського шпату, в яких відбувалося роздвоєння світлового променя. Хоча роздвоєні промені, як правило, є когерентні, явища інтерференції при безпосередній взаємодії цих променів не відбувалося. Даний факт і наштовхнув Ньютона на впровадження нового поняття. Але повністю поляризація світла була пояснена тільки в у електромагнітній теорії світла Дж. Максвела.

Обладнання для спостереження поляризації світла показано на рис. 3.1. Світловий промінь попадає спочатку на поляризатор, який пропускає світлові хвилі з коливаннями тільки в одній площині - площині поляризації даного поляризатора Р. Далі вже поляризований промінь попадає на аналізатор. Ці два прилади абсолютно ідентичні, вони відрізняються тільки тим, що поляризатор розташовують першим, а аналізатор другим. Аналізатор, як правило, обладнаний шкалою для вимірювання кута поворот} його площини поляризації навколо осі, яка співпадає з напрямком розповсюдження світлового променя. Після аналізатора світло попадає на екран, де ми спостерігаємо зміну інтенсивності освітлення при обертанні площини поляризації аналізатора. Ми можемо замінити екран на світлочутливий фотоелемент і за допомогою мікроамиерметра спостерігати зміну фотоструму, який є пропорційним освітленню фотоелемента.

Рис. 3.1,.

 

Залежність інтенсивності світлового променя після аналізатора 1 від кута ф між площинами поляризації поляризатора та аналізатора описує закон Малюса

де — інтенсивність світла після поляризатора, - коефіцієнт поглинання світла, який залежить тільки від матеріалу, з якого зроблений аналізатор і є постійним для даного аналізатора.

 

Більш детально перетворення світлового променя показані на рис. 3.2. Зліва на рисунку схематично зображено звичайний неполяризований світловий прмінь, у якому коливання відбуваються у всіх площинах. Поляризатор пропускає промені, що коливаються в площині Р. Умовно такий промінь можна розкласти на дві проекції (a, b). Одна з них (a) паралельна до площини поляризації аналізатора А, тільки що складову й пропустить аналізатор. Для іншої складової променя (b) аналізатор буде непрозорим. Таким чином, чим більший кут , тим менша частина поляризованого променя пройде через аналізатор. При = 90° аналізатор буде повністю непрозорим для поляризованих променів. Що € експериментальним підтвердженням закону Малюса. Косинус кута в цьому законі ми беремо у квадраті, оскільки інтенсивність світла пропорційна квадратові амплітуди світлової хвилі, а всі попередні міркування стосувалися саме амплітуди.