Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Порядок выполнения работы. Экспериментальная проверка закона Малюса

Экспериментальная проверка закона Малюса

Цель работы:Изучение поляризованного света и проверка закона Малюса.

Приборы: Источник белого света, два поляроида (поляризатор и анализатор), фотоприемник, цифровой минимультиметр.

 

Теория

 

Свет можно рассматривать как поток частиц (фотонов) или как волну. В данной лабораторной работе мы будем опираться на то, что свет – это электромагнитные волны, излучаемые атомами вещества. Любую электромагнитную волну можно представить в виде колебаний векторов напряженности Е электрического поля и индукции магнитного поля В, в каждой точке пространства (рис. 1).

 

Рисунок 1

 

Свет – является поперечной волной, так как скорость распространения волны перпендикулярна колебаниям векторов напряженности Е электрического поля и индукции магнитного поля В. При воздействии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, так как именно она действует на электроны в атоме. Если колебания векторов Е происходят в электромагнитной волне хаотично, то такой свет называют естественным или неполяризованным. А если колебания векторов Е каким-либо образом упорядочены в пространстве, то свет называют поляризованным. Если электрический вектор Е колеблется в одной плоскости, то эта плоскость называется – плоскостью поляризации, а волна – плоскополяризованной или линейно поляризованной. Для получения из естественного света плоскополяризованного используются специальные устройства – поляризаторы. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред, а также на явлениях двойного лучепреломления и различного поглощения света в зависимости от ориентации вектора Е.

Подобные устройства так же используются для анализа характера и степени поляризации света, и называются – анализаторами.

Схема получения плоскополяризованного света представлена на рисунке 2, где А – анализатор; П – поляризатор, α – угол между главными плоскостями анализатора и поляризатора (рис. 2).

 

Рисунок 2

 

Естественный свет, прошедший через поляризатор, становится плоскополяризованным и имеет интенсивность Iп. Затем он проходит через анализатор и его интенсивность Iа, после данного прохождения, прямо пропорциональна Iп и зависит от угла α.

 

Закон Малюса:Интенсивность света, прошедшего через анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла α между главными сечениями поляризатора и анализатора.

 

Iа= Iп cos2 α.

Описание установки

 

Так как известно, что величина фототока в фотоприемнике пропорциональна интенсивности падающего на него излучения, то поместив между источником неполяризованного света и фотоприемником два поляроида (поляризатор и анализатор), можно показать, что интенсивность света, падающего на фотоэлемент уменьшается по закону Малюса в cos2 α раз. Для этого с помощью минимультиметра необходимо снять показания фототока в зависимости от угла α между главными сечениями поляризатора и анализатора.

Схема установки представлена на рисунке 3 и 4.

 

Рисунок 3

 

Рисунок 4

Порядок выполнения работы

  1. Включить источник света.
  2. Установить минимультиметр на измерение силы тока в пределах до 200мкА.
  3. Вращением поляроида, добиться максимального фототока по показаниям минимультиметра. Это будет означать, что плоскости поляризатора и анализатора параллельны.
  4. Зафиксировать показания транспортира (к примеру γ=30о) и принять его за нулевой угол α (α=0о). Снять показания минимультиметра.
  5. Повернув поляроид на 10о относительно полученного в пункте 3 положения, еще раз снять значение силы фототока.
  6. Продолжить снимать показания через каждые 10о пока α не станет равна 90о т.е. значение угла α должно находиться в пределах (0о-90о).
  7. Занести полученные данные в табл. 1.
  8. По окончанию снятия показаний, ОБЯЗАТЕЛЬНО Выключить источник света и минимультиметр, повернув ручку в положение OFF.

Таблица 1

α, о Iа, мкА cos α сos2 α
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

 

 

  1. Построить график значения силы тока от квадрата косинуса угла α

Ia=f(cos2 α).

  1. Вычислить погрешность полученного значения силы тока ∆ Iа при трех любых углах α из промежутка (10о-70о). Данное вычисление производится по алгоритму косвенных измерений. Конечная формула для расчета погрешности силы тока приведена ниже.

 

∆ Iа = .

В формуле ∆ Iп – погрешность прибора.

∆ α – погрешность транспортира (в Радианах).

  1. Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Что такое свет?

2. Какой свет мы называем естественным, поляризованным и плоскополяризованным?

3. Опишите возможные способы поляризации света.

4. Сформулируйте закон Малюса. Можно ли его применять для естественного света и почему?

5. Что происходит с интенсивностью света за цикл поворота одного из поляройдов на 360о?

 

Список литературы

1. И. В. Савельев, Курс общей физики / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1982, т. 3.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Гражданское законодательство находится в исключительном введении Российской Федерации (федеральный уровень) !!! | БУКЛЕТ АКАДЕМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных