Описание установки и методики проведения измерений

Д ля исследования закона Малюса используется специальная установка (рис.3), которая крепится на оптической скамье ОС. Свет от осветительной лампы падает на поляризатор П, а затем на анализатор А. После анализатора свет попадает на фотоэлектрический преобразователь ФЭП, который преобразует световую энергию в электрическую. Показания ФЭП пропорциональны интенсивности падающего на него света.

При изменении положении плоскости пропускания анализатора от 0 до 180 градусов через 15 градусов по показаниям ФЭП определяется интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор (в делениях прибора). Результаты измерений заносятся в таблицу.

Таблица результатов измерений

,град	0	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180
, дел.	29	25	18	11	5	2	0	5	12	19	25	28	29
	1,00	0,96	0,76	0,98	0,24	0,06	0,00	0,06	0,24	0,48	0,76	0,98	1,00
	1,00	0,94	0,75	0,50	0,25	0,06	0,00	0,06	0,25	0,50	0,75	0,94	1,00
	1,00	0,97	0,87	0,77	0,50	0,26	0,00	-0,26	-0,50	-0,71	-0,87	-0,97	-1,00

Сравнить результаты в третьей и четвертой строках.

По результатам измерений построить график зависимости

I=I/I_o=29/29=1

Cos²0=1

Cos0=1

График зависимости поляризации света

Контрольные вопросы

1. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света.

2. Способы получения поляризованного света.

3. Поляризация при отражении света от диэлектрика. Закон Брюстера.

4. Закон Малюса.

5. Вывод формулы для закона Малюса с учетом потерь световой энергии.

1. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света.

Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) называется естественным.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным. Так, если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное (но не исключительное!) направление колебаний вектора Е (рис. 272, б), то имеем дело с частично поляризованным светом. Свет, в котором вектор Е (и, следовательно, Н) колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу (рис. 272, в), называется плоскополяризованным (линейно поляризованным).

Виды поляризованного света.

Для описания закономерностей поляризации света достаточно знать поведение лишь одного из векторов, характеризующих электромагнитную волну. Обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора-вектора напряженности электрического поля (при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества).

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора (рис. 3, а ; луч перпендикулярен плоскости рисунка).

рис. 3

В данном случае равномерное распределение векторов объясняется большим числом атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов -одинаковой (в среднем) интенсивностью излучения каждого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным. Неполяризованный (естественный) свет испускают большинство типовых источников, например лампы накаливания.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным. Так, если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное (но не исключительное) направление колебаний вектора (рис. 3, б), то мы имеем дело с частично поляризованным светом. Свет, в котором вектор колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу (рис. 3,в), называется плоско поляризованным (линейно поляризованным).

Плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоско поляризованной волны и направление распространения этой волны, называется плоскостью поляризации. Плоско поляризованный свет является предельным случаем эллиптически поляризованного света-света, для которого вектор изменяется со временем так, что его конец описывает эллипс, лежащий в плоскости, перпендикулярной лучу (рис. 4,а).

рис. 4

Если эллипс поляризации вырождается в прямую (при разности фаз , равной нулю или ), то имеем дело с рассмотренным выше плоско поляризованным светом, если в окружность (при и равенстве амплитуд складываемых волн), то имеем дело с циркулярно поляризованным (поляризованным по кругу) светом (рис. 4,б и рис. 4,в соответственно).