2. Описание установки и метода измерений

Лабораторная установка, представляет собой заключенный в сдвижной светонепроницаемый кожух прибор, у которого есть рабочее (рис. 9) и настроечное положения (рис. 10). К установке прилагается компьютер с необходимым программным обеспечением и измерительные кабели.

При выполнении работы к выходным разъемам устройства 2 (рис. 9) необходимо подключить измерительные кабели датчиков, идущие к USB-разъемам компьютера.

Рис. 9	Рис. 10

В установку (рис.10, 11) входит источник излучения 1 (матрица из 4 светодиодов, длина волны 630-660 нм). Питание светодиодного осветителя осуществляется от внешнего источника питания – сетевого адаптера. Установленный непосредственно за осветителем поляризатор 2, преобразующий излучение светодиодной матрицы в поляризованный свет. Далее следует анализатор 3 (рис.10, 11) с механическим приводом вращения. Вращение анализатора выполняется путем поворота ручки механического привода 1 (рис. 9), соосно с которой размещен датчик угла поворота анализатора 5 (рис.10, 11). Точность измерения угла поворота 1º, максимальный угол поворота в установке 266º. Поляризатор и анализатор сделаны на основе поляроидной пленки. Для измерения интенсивности света после прохождения через поляризатор и анализатор используется фотометрический датчик 4 (рис.10, 11). Изменение уровня светового потока, попадающего на его поверхность, вызывает изменение выходного напряжения фотоэлемента.

Рис. 11

Компьютерный сценарий выполнения работы предусматривает регистрацию интенсивности света, прошедшего через оптическую систему, при различных углах поворота анализатора. Полученные данные строятся в координатах (угол поворота, интенсивность света) и аппроксимируются зависимостью . Для проверки закона Малюса экспериментальные точки можно нанести в координатах (), после чего на основе метода наименьших квадратов на графике строится прямая линия.

3. Порядок выполнения работы

1. Подключите датчик угла поворота и фотометрический датчик (два USB разъема на передней панели прибора) к двум USB разъемам компьютера.

2. Включите компьютер. Запустите программу “Практикум по физике”. Вызовите меню выбора эксперимента, в появившемся окне выберите “Эксперимент. Изучение закона поляризации света. Закон Малюса”. Нажмите кнопку “ОК”.

3. Включите светодиодную матрицу – осветитель, нажав зеленую кнопку на передней панели прибора.

4. Запустите измерения, выбрав на панель инструментов кнопку “Запустить измерения” (Ctrl+S).

5. На экране появится окно “Обработка”. Для проведения измерений перейдите на вкладку “Таблица”. В таблице первый столбец – номер измерения; второй столбец – угол поворота анализатора, третий – сигнальное напряжение.

7. Поворачивая ручку привода анализатора, определите угол α₀ соответствующий максимальному значению сигнального напряжения (U₀).

8. Установите анализатор в крайнее положение, вращая ручку привода, на лицевой панели установки до упора против часовой стрелки. Данное положение соответствует нулевому углу поворота анализатора.

9. Сохраните значение напряжения, соответствующее нулевому углу поворота анализатора нажатием на кнопку “дискета”.

10. Проведите измерения. Для этого, вращая ручку анализатора с шагом 10º, фиксируйте значения напряжения нажатием на кнопку “дискета”.

11. По окончании эксперимента остановите измерения, нажав на кнопку стоп (Сtrl+T). Перепишите экспериментальные данные в таблицу 1.

Таблица 1 α₀ = , U₀ = .

Угол поворота анализатора α,º	0°	10°	20°	30°	40°	50°	60°	70°	80°	90°	100°
Сигнальное напряжение, U, В
Угол поворота анализатора α,º	110°	120°	130°	140°	150°	160°	170°	180°	190°	200°	210°
Сигнальное напряжение, U, В
Угол поворота анализатора α,º	220°	230°	240°	250°	260°	266°
Сигнальное напряжение, U, В