Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Отчёт по лабораторной работе № 112
По дисциплине: Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: Исследование поляризованного света
Выполнил: студент гр. ТПП-02-1 ______________ /Пешков В.А./
(подпись) (Ф.И.О.)
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель: ____________ /Егоров С.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2003 год.
Цель работы: исследовать поляризацию света.
Краткое теоретическое обоснование.
Излучение лазера 1 (рис. 1) проходит через поляризатор 2 , анализатор 4 и попадает на фотодетектор 5. Фототок, пропорциональный интенсивности света, прошедшего через анализатор, измеряется микроамперметром 6, включённым в режиме измерения тока. В оптический канал может вводиться четвертьволновая пластина 3.
1 2 3 4 5 6
Рис. 1
Полупроводниковый лазер находится в цилиндрическом кожухе, укреплённом на стойке.
Поляризатор (2) размещается в полукруглом держателе на стойке. Анализатор (4) укреплён в поворотном элементе со шкалой для отсчёта угла в градусах и зубчатым колесом, облегчающим вращение. Четвертьволновая пластина смонтирована в круглой оправе с нанесённой по ободу шкалой по углу.
Основные расчётные формулы.
Р = (Imax - Imin)/ ( Imax + Imin)
=
Р - степень поляризации.
I – сила фототока.
- отношение полуосей эллипса поляризации.
Задание 1. Исследование поляризации лазерного излучения.
Излучение лазера, как правило, поляризовано. Поэтому необходимо проверить, есть ли поляризация, и если есть, то, какого типа.
Поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси, и наблюдая за табло измерительного прибора, я сделала вывод, что, излучение поляризовано линейно т.к. фототок был близок к нулю.
Задание 2. Изучение закона Малюса.
φ, град |
Cos2φ |
I, мкА |
I / I0 |
0 |
1 |
47 |
0,77 |
10 |
0,96 |
54 |
0,88 |
20 |
0,88 |
60 |
0,98 |
30 |
0,76 |
61 |
1 |
40 |
0,59 |
59 |
0,96 |
50 |
0,41 |
54,5 |
0,89 |
60 |
0,25 |
47,5 |
0,78 |
70 |
0,12 |
39 |
0,64 |
80 |
0,03 |
29,5 |
0,48 |
90 |
0 |
20 |
0,33 |
100 |
0,03 |
14 |
0,23 |
110 |
0,12 |
9,5 |
0,16 |
120 |
0,25 |
8,5 |
0,14 |
130 |
0,41 |
11 |
0,18 |
140 |
0,59 |
16 |
0,26 |
150 |
0,76 |
23,5 |
0,38 |
160 |
0,88 |
33,5 |
0,55 |
170 |
0,96 |
41 |
0,67 |
180 |
1 |
50 |
0,82 |
Степень поляризации Р находим по формуле Р = (Imax - Imin)/ ( Imax + Imin):
P=(61-8,5)/(61+8,5)= 0,75
На графике видно, что зависимость между углом φ и отношением интенсивности падающего излучения линейная, следовательно, выполняется закон Малюса.
График функции f(cos2φ)=I/I0
I/I0
cos2φ
Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
Показывает изменение силы фототока в зависимости от угла φ.
φ, град |
I, мкА |
0 |
36,9 |
20 |
47,9 |
40 |
49,5 |
60 |
41,5 |
80 |
28 |
100 |
14,5 |
120 |
8 |
140 |
11 |
160 |
23 |
180 |
36,5 |
200 |
47,8 |
220 |
49,5 |
240 |
42 |
260 |
38 |
280 |
15 |
300 |
8 |
320 |
11,5 |
340 |
22,5 |
360 |
37 |
Отношение полуосей эллипса поляризации:
===0,4
Задание 4. Исследование круговой поляризации.
Положение, при котором изменение интенсивности от Imax до Imin наименьшее равняется приблизительно углу в 1550 анализатора. Это положение соответствует углу 350 между плоскостью поляризации излучения и оптической осью четвертьволновой пластины.
φ, град |
, мкА |
, мкА |
40 |
39 |
18 |
60 |
37 |
23 |
80 |
42 |
13 |
185 |
46 |
9 |
198 |
50 |
6 |
134 |
43 |
12 |
155 |
29 |
27 |
144 |
37 |
20 |
Вывод: в данной работе мы исследовали поляризацию света. Также познакомились с различными видами поляризации.