Упражнение № 1. Экспериментальна проверка закона Малюса

Экспериментальна проверка закона Малюса, производится с помощью установки изображенной на рис.6. От источника света S свет проходит через диафрагму Д, объектив О, поляроиды П и А и попадает на фотоэлемент ФЭ. Возникающий фототок регистрируется гальванометром Г. Получив четкое изображение диафрагмы на фотоэлементе, устанавливают показатель поворота анализатора на отметку 90⁰. Приняв меры к предотвращению попадания постороннего света на фотоэлемент, поворачивают поляризатор, добиваясь наименьшего отклонения стрелки гальванометра, такое положение соответствует "скрещенным" поляроидам, т.e. угол  равен 90° (положение указателя поворота поляризатора П, при этом должно быть равно "0"" или "180°"). Не меняя положения поляризатора, изменяют угол  вращая анализатор в пределах от 0° до 180° через 10°. При этом записывают показания гальванометра (таблица 1). Считая величину фототока пропорциональной интенсивности света, падающего на фотоэлемент, построить график зависимости интенсивности I от угла  между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора, а затем график зависимости I от cos . Для более строгой проверки зависимости I от  следует вычислить значения cos²  для соответствующих углов и построить на миллиметровой бумаге 10х15 см график зависимости I от cos² . В этом случае экспериментальные точки должны укладываться на прямой линии.

Упражнение № 2. Экспериментальная проверка закона Брюстера

Работа выполняется на установке, изображенной на рис. 9 (вид сверху).

Рис. 9

Свет от источника S с помощью линзы Л формируется в параллельный пучок и направляется на исследуемую диэлектрическую пластину, которая закреплена на вращающейся стойке. После отражения свет должен попасть на фотоэлемент ФЭ, пройдя поляроид (анализатор) П. Для того, чтобы на фотоэлемент попали лучи с заданной ориентацией светового вектора (т.е. либо I_ , либо I_II ) поляроид может поворачиваться вокруг оси, совпадающей с лучом. Угол падения и отражения устанавливается по лимбу путем поворота штанг, на которых установлены осветитель и светоприемник ФЭ, а так же диэлектрической пластины. Фототок i, пропорциональный интенсивности света I, измеряется с помощью гальванометра Г или микроамперметра.

При измерении интенсивности света фотоэлементом необходимо следить за тем, чтобы отраженный световой пучок полностью попадал на активную поверхность фотоэлемента. При необходимости следует слегка повернуть фонарь вокруг оси 00^’ (рис. 9), а также отрегулировать размеры светового пучка, для чего ослабив винт регулировки осветителя, пододвигают или отодвигают лампу относительно линзы.

При выполнении опыта необходимо следить за тем, чтобы на диэлектрическую пластину и, особенно, на фотоэлемент не падал посторонний свет. Для того, чтобы при настройке установки защитить гальванометр или микроамперметр от зашкаливания (при попадании, например, яркого постороннего света или прямого света источника) его арретируют или переключают на больший предел измерения.

Выполнение упражнения.

1. Поставьте поводок поляроида фотоэлемента ФЭ в положение I_ , затем устанавливая поочередно углы падения, равные 20⁰, 30⁰, ..., 80⁰, - запишите показания гальванометра, занесите в таблицу. Постройте график I_ =f() на миллиметровой бумаге.

2. Поставьте поводок поляроида П в положение I_II, затем устанавливая поочередно углы падения равные 20⁰, 30⁰, ..., 80⁰ , запишите показания гальванометра, нанесите в таблицу. На том же, что и в п.1, листе бумаги постройте график I_II =f().

3. Проанализируйте полученные кривые и по ним определите угол Брюстера и показатель преломления данного вещества.

4 Установите угол падения, равный найденному в п.3 значению угла Брюстера, и измерив при повороте максимальную и минимальную интенсивность света. Определите степень поляризации отраженного света при данном угле падения.