Задание на эксперимент

Задание 1. Проверка справедливости закона освещенности.

1. Заготовьте в тетради таблицу № 1 для записи результатов измерений и вычислений:

Расстояние от источника света до фотоприёмника r, м	Ток в цепи фотоприёмника i, А	Отношение квадратов расстояний	Отношение токов фотоприёмника

2. Уберите поляризатор на запасный штатив.

3. Отодвиньте анализатор с фотоприёмником на максимальное возможное расстояние от диафрагмы, которая имитирует точечный источник света.

4. Включите источник света и измерительную цепь (переключатели «Сеть», «Фотодиод» и «Микроамперметр»).

5. Измерьте расстояние между точечным источником света (диафрагмой) и фотоприёмником по соответствующим меткам на рейтерах оптической скамьи, запишите значения в таблицу № 1.

6. Повторите измерения по п. 5, установив расстояние между диафрагмой и фотоприёмником таким, чтобы стрелка микроамперметра отклонилась в последнюю треть шкалы. Запишите измеренные значения расстояния и тока в таблицу № 1.

7. Выключите источник света.

8. Рассчитайте отношение квадратов расстояний и отношение токов фотоприёмника, сделайте вывод о справедливости закона освещенности и допустимости замены измерения интенсивностей света измерениями соответствующих токов фотоприёмника.

Задание 2. Проверка справедливости закона Малюса.

1. Заготовьте в тетради таблицу № 2 для записи результатов измерений и вычислений:

Экспериментальное значение фототока, соответствующее интенсивности света на входе в анализатор i0э, мкА			Экспериментальное значение фототока, соответствующее интенсивности неполяризованного света, проходящего сквозь поляроиды iн, мкА
Угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора ∆φ, градусов	Экспериментальное значение фототока, соответствующее интенсивности света на выходе анализатора при прямом измерении iэ,пр, мкА	Экспериментальное значение фототока, соответствующее интенсивности света на выходе анализатора при обратном измерении iэ,обр, мкА	Среднее экспериментальное значение фототока из прямых и обратных измерений <iэ>, мкА	Квадрат косинуса угла между плоскостями cos2∆φ	Степень поляризации световой волны 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90

2. Включите источник света и измерительную цепь (переключатели «Сеть», «Фотодиод» и «Микроамперметр»).

3. Установите расстояние между диафрагмой и фотоприёмником таким, чтобы стрелка микроамперметра отклонилась в последнюю треть шкалы. Запишите в таблицу № 2 экспериментальное значение фототока, соответствующее интенсивности света на входе в анализатор.

4. Снимите поляризатор с запасного штатива и установите его на штатив оптической скамьи перед анализатором (рисунок 4). Шкала поляризатора должна быть обращена к шкале анализатора. Закрепите поляризатор стопорным винтом в нижней части цилиндрического штатива.

5. Плавно вращая поляризатор вокруг оптической оси, добейтесь максимально возможного отклонения стрелки микроамперметра. В этом случае плоскости колебаний поляризатора и анализатора совпадают (угол равен нулю). Запишите в таблицу № 2 значение фототока, соответствующее этой разности углов для прямого измерения.

6. Увеличивая угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора от нуля до 90 градусов с шагом в 10 градусов, снимите зависимость фототока от угла для прямого измерения.

7. Запишите в таблицу № 2 значение фототока, соответствующее интенсивности неполяризованного света, прошедшего сквозь поляроиды (оно соответствует углу в 90 градусов).

8. Повторите измерения по п. 6, уменьшая значение угла между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора от 90 градусов до нуля с шагом в 10 градусов, снимите зависимость фототока от угла для обратного измерения.

9. Выключите источник света, приведите лабораторную установку в исходное состояние.

10. Вычислите средние экспериментальные значения фототоков по результатам прямого и обратного измерений для каждого из углов от нуля до 90 градусов с шагом в 10 градусов. Результаты вычислений запишите в таблицу № 2.

11. Вычислите значения квадратов косинусов углов между плоскостями поляризации от нуля до 90 градусов с шагом в 10 градусов. Результаты вычислений запишите в таблицу № 2.

12. Вычислите значения степени поляризации света для каждого из заданных углов.

13. Постройте график зависимости степени поляризации света от квадрата косинуса угла между плоскостями поляризации поляроидов.

14. Аппроксимируйте полученный график прямой линией и по тангенсу угла наклона её к оси абсцисс вычислите значение коэффициента пропускания анализатора.

15. Из соотношения между коэффициентами пропускания и поглощения вычислите значение последнего.

16. Сделайте основные выводы по выполненной лабораторной работе.