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. ОП-01 ______________ /Пантелеева О.Н./
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата: __________________
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель: ____________ /Пучков А.М./
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2002 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 |
1 |
|
10 |
0,96 |
54 |
0,96 |
|
20 |
0,88 |
60 |
0,88 |
|
30 |
0,76 |
61 |
0,76 |
|
40 |
0,59 |
59 |
0,59 |
|
50 |
0,41 |
54,5 |
0,41 |
|
60 |
0,25 |
47,5 |
0,25 |
|
70 |
0,12 |
39 |
0,12 |
|
80 |
0,03 |
29,5 |
0,03 |
|
90 |
0 |
20 |
0 |
|
100 |
0,03 |
14 |
0,03 |
|
110 |
0,12 |
9,5 |
0,12 |
|
120 |
0,25 |
8,5 |
0,25 |
|
130 |
0,41 |
11 |
0,41 |
|
140 |
0,59 |
16 |
0,59 |
|
150 |
0,76 |
23,5 |
0,76 |
|
160 |
0,88 |
33,5 |
0,88 |
|
170 |
0,96 |
41 |
0,96 |
|
180 |
1 |
50 |
1 |
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
Степень поляризации Р находим по формуле Р = (Imax - Imin)/ ( Imax + Imin):
P=(22,5-3)/(22,5+3)= 0,765
На графике видно, что зависимость между углом φ и отношением интенсивности падающего излучения линейная, следовательно, выполняется закон Малюса.
Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
|
φ, град |
I, мкА |
|
0 |
5 |
|
20 |
4,3 |
|
40 |
5,5 |
|
60 |
7 |
|
80 |
6 |
|
100 |
4,9 |
|
120 |
6,5 |
|
140 |
9 |
|
160 |
9,5 |
|
180 |
7,2 |
|
200 |
6,9 |
|
220 |
9 |
|
240 |
9,5 |
|
260 |
6,7 |
|
280 |
4,9 |
|
300 |
5,1 |
|
320 |
6,5 |
|
340 |
5,3 |
|
360 |
5 |
Отношение полуосей эллипса поляризации:
=
=
=0,673
Задание 4. Исследование круговой поляризации.
Положение, при котором изменение интенсивности от Imax до Imin наименьшее равняется приблизительно углу в 2000 анализатора. Это положение соответствует углу 450 между плоскостью поляризации излучения и оптической осью четвертьволновой пластины.
|
φ, град |
I, мкА |
|
0 |
2,1 |
|
20 |
3,5 |
|
40 |
2,5 |
|
60 |
1,5 |
|
80 |
1,6 |
|
100 |
4,8 |
|
120 |
4,5 |
|
140 |
2,1 |
|
160 |
2 |
|
180 |
3,5 |
|
200 |
6 |
|
220 |
3,5 |
|
240 |
2 |
|
260 |
2,2 |
|
280 |
4,2 |
|
300 |
3,8 |
|
320 |
2,1 |
|
340 |
1,5 |
|
360 |
2,1 |
Вывод: в данной работе мы исследовали поляризацию света. Также познакомились с различными видами поляризации.