Описание экспериментальной установки

Установка для исследования закона Малюса представлена на рисунке 4. Установка состоит из лазера 1, установленного на основании 2, фотоприёмника 4 и анализатора 6, установленного на основании 3. Основания 2 и 3 скреплены между собой при помощи алюминиевых стержней 5. Вертикальность установки регулируется при помощи ножек 7. Для этого ножки 7 снабжены резьбой. Вращая ножки вокруг своей оси можно регулировать вертикальность положения установки. Интенсивность лазерного луча, падающего на фотоприёмник 4, регистрируется при помощи миллиамперметра 8, подключенного к фотоприемнику. Анализатор можно вращать вокруг своей оси. Угол поворота анализатора регистрируется по угловой шкале, нанесенной на анализатор. Точность определения угла достигает 1⁰. Поворачивая анализатор, изменяем интенсивность света, падающего на фотоэлемент ФЭ (рис.5), соединенного с миллиамперметром.

В зависимости от интенсивности света I сила фототока i в гальванометре будет меняться, так как свет, падающий на поляризатор, плоскополяризованный. Плоскость колебаний вектора E показана на рисунке 3 направлением PP. Направление плоскости колебаний анализатора АА. В данной работе снимают графики зависимости фототока i от квадрата косинуса угла a, для чего поворачивают анализатор вокруг оси ОО^′.

Выполнение работы

Рассмотрим методику исследования закона Малюса. Свет, испускаемый лазером, является плоскополяризованным. Его интенсивность при выходе из анализатора определяется законом Малюса I=I₀cos²a. Угол a изменяется вращением анализатора. Свет, прошедший через анализатор, попадает на фотоэлемент, подключенный к вольтметру. Показания вольтметра пропорциональны световому потоку, попадающему на фотоэлемент.

Порядок измерений

1. Установить лазер 1 на установке таким образом, чтобы его луч попадал в отверстие фотоэлемента.

2. Установить анализатор в положение, соответствующее a=0⁰

3. Включить гальванометр, подключенный к фотоэлементу в режим тока.

4. Поворачивая анализатор вокруг оси ОО^/ снять показания тока через каждые 15⁰.

5. Полученные данные занести в таблицу 1.

6. Произвести указанные в п.4 измерения ещё раз и рассчитать средние значения I_ср по результатам измерений.

7. Подсчитать отношения I_ср/I_ср0 и занести в таблицу 1.

8. На основе полученных результатов построить график зависимости I_ср/I_ср0=f(a.).

9. На том же графике постройте теоретическую кривую f(a)=I/I₀ и сравните полученные результаты.

10. Определите среднюю погрешность d расхождения между расчетными и экспериментальными данными, выраженную в %.

Таблица 1.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение плоскополяризованного света? В чем состоит основное отличие естественного света от плоскополяризованного?

2. Назовите основные методы получения поляризованного света?

3. Сформулируйте закон Малюса?

4. Чему равна интенсивность естественного света после прохождения им анализатора? Зависит ли эта интенсивность от вращения анализатора?

ЛИТЕРАТУРА

1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т.3. Оптика. М.: Наука, 1985.- 752с.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1988.- 496 c.

3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Феймановские лекции по физике. Т.3-4. Излучение. Волны. Кванты. М.: Мир, 1977.- 496 с.

4. Крауфорд Ф. Берклеевский курс физики. Волны. М.: Наука, 1984.- 512с.

Лабораторная работа №5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Цель работы: определить концентрацию сахара в водном растворе.

Приборы и принадлежности: поляриметр круговой (модель СМ), набор трубок с растворами сахара.