Описание установки
Установка для проверки закона Малюса состоит из источника поляризованного света – лазера 1, анализатора 2 и фотосопротивления 3, установленных по схеме, изображенной на рис. 4. Вместо лазера можно использовать лампу накаливания и поляризатор.
Рис. 4
Анализатор снабжен поворотным вращающимся лимбом, по которому отсчитываются углы поворота плоскости анализатора. Фотосопротивление преобразует падающий на него свет в фототок, пропорциональный интенсивности падающего света. Фототок измеряется микроамперметром.
Установка для проверки закона Брюстера содержит источник поляризованного света – лазер (или лампу накаливания с поляризатором) и пластинку диэлектрика (стекло). Пластинка укреплена на горизонтальном поворотном диске с лимбом для отсчета углов и может вращаться вокруг вертикальной оси. За отраженным лучом наблюдают по экрану или на стене.
Порядок выполнения работы
Задание 1. Проверка закона Малюса
1. Тумблером включите лазер согласно инструкции. Не смотрите на встречу лазерному лучу!
2. Включите питание фотосопротивления.
3. Установите анализатор и фотосопротивление так, чтобы световой луч, пройдя через центр анализатора, попадал на фотосопротивление.
4. Вращая анализатор, найдите такое его положение, при котором фототок (показания микроамперметра) имеет максимальное значение i max. При этом деление на лимбе анализатора берется за начало отсчета угла и принимается равным нулю.
5. Поверните анализатор на 10 и запишите показания микроамперметра в табл. 1.
Таблица 1
-
Номер измерения
град
i мкА
cos2
1
36
6. Измерения проведите до 360 через каждые 10.
7. Выключите питание фотосопротивления и лазер.
8. По экспериментальным точкам (табл. 1) постройте график зависимости фототока i, пропорционального интенсивности I проходящего через анализатор света, от квадрата косинуса угла поворота анализатора I f (cos2) Сравните график с теоретической зависимостью по закону Малюса.
Задание 2. Проверка закона Брюстера
1. Уберите анализатор и фотосопротивление с оптической скамьи.
2. Установите пластинку диэлектрика на диске с лимбом так, чтобы отраженный луч попадал в выходное отверстие лазера. Угол падения луча при этом равен 0.
3. Медленно поворачивая диск с диэлектриком, увеличивайте угол падения и наблюдайте на экране (стене) за изменением интенсивности отраженного луча. Так как плоскость колебания вектора Е в падающем луче совпадает с плоскостью падения луча, то при угле его падения, равном углу Брюстера, отраженный луч будет иметь минимальную интенсивность. Найдите такое положение пластинки диэлектрика и запишите значение угла Брюстера в табл. 2 (рис. 2).
Таблица 2
-
Номер
измерения
Б град
Б град
n
1
5
4. Измерения повторите пять раз.
5. По среднему значению угла Брюстера найдите показатель преломления диэлектрической пластины.
6. Оцените ошибку измерений и результат запишите в следующем виде: n n n
7. Замените пластину диэлектрика металлической и оцените характер поляризации отраженного от металла света.