Выполнение измерений

1. Измерить расстояние L между дифракционной решеткой и экраном наблюдения.

2. Измерить расстояние r_m между максимумом нулевого порядка m=0 и максимумами порядков m=0,±1,±2.

3. Вычислить sinθ_m= r_m / √ r_m² + L².

4. Вычислить период дифракционной решетки d=mλ / sinθ_m.

5. Провести измерения для двух значений L.

6. Определить среднее значение d и оценить погрешность измерения ∆d.

7. Полученные измерения занести в таблицу:

№	L	m	rm	sinθm	d

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.

2. Считая, что каждая щель дифракционной решетки является источником вторичных волн, выведите формулу (1).

3. Как объяснить уменьшение интенсивности дифракционных максимумов с ростом их порядкового номера m?

Список рекомендуемой литературы

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1982.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4. Оптика. М.: Наука, 1980.

Лабораторная работа 6

Исследование поляризованного света

Цель работы: ознакомление со свойствами поляризованного света, проверка закона Малюса.

Световая волна представляет собой совокупность колебаний вектора напряженности электрического поля E и вектора напряженности магнитного поля H. Эти колебания происходят во взаимно-перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных также и к направлению распространения волны. Понятие поляризованный свет связано с упорядоченностью колебаний вектора E в световой волне. Свет называется поляризованным, если колебания вектора E каким-либо образом упорядочены. Например, вектор E может поворачиваться вокруг направления распространения волны, пульсируя по величине так, чтобы конец этого вектора описывал эллипс. Такой свет называется эллиптически поляризованным. Если колебания вектора E происходят вдоль прямой, перпендикулярной к направлению распространения световой волны, то такой свет называется плоско - (или линейно-) поляризованным.

Естественный (белый) свет не является поляризованным, т.к. в нем в каждый момент времени вектор E имеет случайную ориентацию в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Плоско поляризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризатора (или поляроида). Этот прибор свободно пропускает колебания, параллельные некоторой плоскости, называемой плоскостью поляризатора. Колебания, перпендикулярные этой плоскости, идеальный поляризатор поглощает полностью (реальный – частично). Таким образом, если на идеальный поляризатор падает плоско поляризованный свет с амплитудой E₀, в котором вектор E составляет угол φ с плоскостью поляризатора, то поляризатор пропустит только составляющую вектора E, параллельную этой плоскости. Поэтому амплитуду E прошедшего света можно записать в виде:

E= E₀cos φ. (1)

Возведя (1) в квадрат, получим выражение для соответствующих интенсивностей:

I = I₀cos ²φ, (2)

где I₀– интенсивность падающего на поляризатор плоско поляризованного света, I – интенсивность света, прошедшего через поляризатор.

Выражение (2) называется законом Малюса. Проверка этого закона и является целью этой работы. Схема установки изображена на рисунке.

Чтобы из неполяризованного света получить плоско поляризованный, после источника света 1 установлен поляризатор 2. Вышедшая из него плоско поляризованная волна попадает на поляризатор 3. Вращая его, мы можем менять угол φ между плоскостью поляризации волны и плоскостью поляризатора 3. Соответственно будет меняться и интенсивность пришедшего света, которая измеряется с помощью фотодиода 4, соединенного с микроамперметром. Сила тока, измеряемая микроамперметром, пропорциональна интенсивности света.