3. Опис вимірювальної установки
Установка для виконання даної лабораторної роботи (рис. 5) складається з закріплених на оптичній лаві лампи розжарення Л, яка служить джерелом природного світла, діафрагми Д, вмонтованої в корпус лампи Л, поляризатора П, аналізатора А і фотоелемента Ф, навантаженому на мікроамперметр. В якості поляризатора і аналізатора використані поляроїди.
Рис. 5.
З світлового потоку, що йде
від лампи, за допомогою діафрагми
виділяється достатньо вузький пучок
неполяризованого світла з інтенсивністю
,падаючого на аналізатор.
На фотоелемент падає світло, що пройшло
поляризатор і аналізатор. Інтенсивність
цього світла залежить від кута α
між головними перерізами поляризатора
і аналізатора. Зміна кута α
здійснюється поворотом диска поляризатора.
Відраховується цей кут по кутомірній
шкалі, нанесеній на диск поляроїда.
Оскільки величина фотоструму пропорційна
освітленості робочої поверхні
фотоелемента, то інтенсивність світла
приймається пропорційною величині
фотоструму, виміряного мікроамперметром.
Інтегральна чутливість
фотоелемента у видимій частині спектра
складає
,
площа робочої поверхні фотоелемента
3,2 мм2.
В цьому випадку інтенсивність світлового
потоку, що досягає поверхні фотоелемента,
можливо визначити у відповідності з
виразом:
,
(15)
де γ – інтегральна чутливість фотоелемента, Sp – площа робочої поверхні фотоелемента, І – покази мікроамперметра.
Крім світла, яке пройшло поляризатор і аналізатор, на фотоелемент попадає стороннє світло, через що в результаті зміни вноситься помилка. Для того, щоб позбавитись цього, в установці застосований циліндричний чохол як для аналізатора Ц1, так і для фотоелемента Ц2, які не дозволяють зовнішньому світловому потоку проникнути у вимірювальний тракт.
Отже, встановлюючи різні кути α, можливо знайти величини фотоструму, а значить і інтенсивність світла, що пройшло оптичну систему (15). Поглинання світла в поляризаторі і аналізаторі незначне, тому ним можна знехтувати.
4. Контрольні запитання
1. Що таке монохроматична електромагнітна хвиля? Що таке поляризовані електромагнітні хвилі? Які види поляризації вам відомі? Чому вони так називаються?
2.
Чому електромагнітні хвилі є поперечними?
3. Що являють собою світлові хвилі? Чому природне світло є неполяризованим?
4. В яких фізичних явищах проходить поляризація електромагнітних хвиль?
5. Що таке подвійне променезаломлення? Який промінь називається звичайним і незвичайним? Які властивості цих променів?
6. В чому полягає явище дихроїзму? В яких речовинах це явище спостерігається?
7. Що таке поляризатори і яке їх практичне застосування?
8. Запишіть, сформулюйте і доведіть закон Малюса.
9. У чому полягає методика виконання даної роботи?
10. Який графік потрібно побудувати за результатами вимірювань в даній роботі і залежність між якими величинами потрібно встановити по цьому графіку?
5. Домашнє завдання
Для виконання роботи потрібно вивчити вказані нижче запитання курсу фізики: поляризація хвиль, видимі світлові хвилі, отримання поляризованого світла, подвійне променезаломлення, дихроїзм, поляризатор і аналізатор