Группа:МАХ-22

ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Лабораторная работа.

Изучение поляризации света из закона Малюса.

Выполнили: Борисов О.А.

Алферьев А.Л.

Группа:МАХ-22

Принял: Михайлов А.В.

ВОЛОГДА 2011

Цель работы:

Наблюдение поляризационных явлений. Исследование зависимости интенсивности света, прошедшего через систему двух скрещенных поляроидов от угла между их главными плоскостями.

Принадлежности:

Установка, включающая осветитель, фотоэлемент, два поляроида, микроамперметр, столик с объектами.

Краткая теория вопроса:

Для продольных волн все направления перпендикулярные линии направления волн эквивалентны. Электромагнитные волны являются поперечными, и их свойства зависят от ориентации векторов E и B, характеризуемые понятием поляризации. Если в процессе распространения волн вектор Е лежит в одной и той же плоскости параллельной распространению волн, то волны называются линейно-поляризованными.

Свет, излучаемый тепловым источником света, не поляризован. Он имеет всевозможные равновероятные ориентации векторов E и B называется естественным светом.

Из естественного света можно получить линейно-поляризованный свет. Для этого применяется поляризационные приборы, разработанные на использовании либо двойного луче преломления (поляризационные призмы), либо поляризации при отражении (стопы пластинок, зеркала), либо дифракции (пленочные поляроиды). Эти приборы пропускают поля больше только одного направления. Если естественный свет пропускать через поляризатор, то из него выйдет линейно-поляризованный свет. Если на пути этого света поставить второй поляризатор, плоскость пропускания которой будет составлять с первым угол a, то интенсивность света вышедшего из второго поляризатора подчиняется законы Малюса: , где I_o и I_a — соответственно интенсивности света, падающего на второй поляризатор и вышедшего из него.

Таблица результатов измерений и вычислений:

Выводы: Наблюдал поляризационные явление. Исследовал зависимость интенсивности света, прошедшего через систему двух скрещенных поляроидов от угла между их главными плоскостями.

1.

2. При прохождении света через все прозрачные кристаллы, за исключением принадлежащих к кубической системе, наблюдается явление, получившее название двойного лучепреломления. Это явление заключается в том, что упавший на кристалл луч разделяется внутри кристалла на два луча, распространяющихся с разными скоростями и в различных направлениях. При вращении поляризатора вокруг направления естественного луча интенсивность прошедщего света остается одной и той же, изменяется лишь ориентация плоскости колебания света, выходящего из прибора.

3. Закон Малюса гласит, что при прохождении плоско поляризованного света амплитуды А₀ и интенсивности I_0, сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой А=А₀ cos ф и интенсивностью , где ф - угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора.

4. Разные кристаллы создают различной по значению и направлению двойное лучепреломление, поэтому пропуская через них поляризованный свет и измеряя изменение его интенсивности после прохождения кристаллов, можно определить их оптические характкристики и производить минералогический анализ. Для этой цели используются поляризационные микроскопы. Приборы основанные на явлении и вращении вектора поляризации. Некоторые вещества (кварц, сахар, скипидар), обладают способностью вращать плоскость поляризации - оптически активные. Явление вращения плоскости поляризации лежит в основе точного метода определения концентрации растворов оптически активных веществ, называемого поляриметрией (сахарометрией). По найденному углу поворота плоскости поляризации находиться концентрация растворенного вещества.