8. Лабораторная работа № 7 изучение закона малюса

1. Цель работы

Экспериментальная проверка закона Малюса.

2. Подготовка к работе

Прочитать в учебниках следующие параграфы: 1] §§ 134, 135; 2] § 34.1; [3] §§ 190–191. Для выполнения работы студент должен знать: а) отличие естественного света от поляризованного; б) закон Малюса; в) уметь пользоваться измерительными приборами.

3. Выполнение работы

3.1. Описание лабораторной установки

Э кспериментальная установка (рис. 8.1) состоит из источника естественного света 1 – лампы накаливания, двух поляроидных пленок 2 и 3 (поляризатора и анализатора), фотосопротивления 4 (ФСД-1), соединенного с источником постоянного напряжения. Ток в цепи фотосопротивления измеряется миллиамперметром. Анализатор можно вращать вокруг оптической оси, изменяя угол  между плоскостями поляризации поляризатора 2 и анализатора 3 от 0 до 360.

Световой поток интенсивностью I, вышедший из анализатора, попадает на фотосопротивление и вызывает фототок , который регистрируется миллиамперметром. Величина фототока  пропорциональна интенсивности I светового потока. Поэтому об интенсивности света I можно судить по показаниям миллиамперметра.

3.2. Порядок выполнение измерений и расчётов

1. Изучить установку для проверки закона Малюса.

2. Вращая анализатор 3, определить по шкале миллиамперметра величину максимального отклонения стрелки. Это положение анализатора будет соответствовать углу , при котором направления плоскостей поляризации поляроидов совпадают.

3. Поворачивая анализатор на 10, 20 и т. д. до 360, измерить I_А по прибору в делениях. Данные 37 измерений I_А внести в табл. 8.1.

4. Построить зависимость I_А(). Определить по графику точки с максимальным и минимальным значением I_А (в делениях), внести эти значения в табл. 8.1.

5. Определить степень поляризации света Р по формуле:

_,

где – интенсивность неполяризованного света, прошедшего через оба поляроида, – сумма интенсивностей поляризованного и неполяризованного света; – ток через амперметр, при выключенной лампе накаливания.

Таблица 8.1

Результаты измерения интенсивности света

№	,	IА, дел.	, дел.	, Дел.	Р, %	IА – , дел.	cos2
1 2 3 4 … 36 37	0 10 20 30 … 350 360

6. Проверить справедливость закона Малюса. Для этого построить зависимость (I_А – ) = f(cos²).

7. Сделать вывод выполнимости закона Малюса.

9. Вопросы для самоподготовки

1. Что называют напряженностью электростатического поля?

2. Сформулируйте принцип суперпозиции полей.

3. Что называют потенциалом электростатического поля?

4. Как графически изобразить электростатическое поле?

5. Как аналитически связаны напряженность и потенциал? Куда направлен вектор градиента потенциала?

6. Что называют потоком вектора ?

7. Сформулируйте теорему Остроградского – Гаусса.

8. Что такое сопротивление? От чего оно зависит и что определяет в цепи постоянного тока?

9. Каким образом, зная класс точности прибора найти абсолютную погрешность измерения?

10. Дан многопредельный амперметр на 30 мА, 150 мА и 300 мА. Класс точности прибора 0,2. Определите абсолютную погрешность прибора для каждого предела измерения.

11. Как записывается закон Ома в дифференциальной форме?

12. Дайте понятие линии магнитной индукции, потока вектора магнитной индукции. Сформулируйте теорему Гаусса для магнитного поля.

13. Сформулируйте закон Био – Савара – Лапласа.

14. Что такое индуктивность? От чего она зависит и что определяет в цепи синусоидального тока?

15. Что такое активное, индуктивное и полное сопротивление в цепи переменного тока?

16. В чём заключается закон электромагнитной индукции и явление самоиндукции?

17. Как влияет железный сердечник на величину индуктивности катушки?

18. Если напряжение на активном сопротивлении равно 20 В, а на последовательно включённой с ним катушке индуктивности – тоже 20 В, то каково напряжение, приложенное к данной цепи?

19. Что такое интерференция света и каковы условия ее наблюдения?

20. Какие источники света называются когерентными и какими способами их можно получить?

21. Что такое оптическая длина пути, геометрическая и оптическая разности хода интерфирирующих лучей?

22. Запишите условие максимума и минимума интенсивности света при интерференции.

23. Что такое ширина интерференционной полосы? От чего она зависит?

24. Как рассчитать ширину полосы в интерференционной картине от двух источников?

25. Будет ли наблюдаться интерференция в белом свете? Опишите ее особенности.

26. В чем суть явления дифракции?

27. Объясните особенности наблюдения дифракции Френеля? Дифракции Фраунгофера?

28. Запишите условия наблюдения максимумов и минимумов дифракции на щели, на решетке.

29. Для каких видов волн характерно явление дифракции?

30. Что понимается под угловой дисперсией дифракционной решетки?

31. Какой свет называется естественным, поляризованным, частично поляризованным?

32. Каким способом можно получить поляризованный свет?

33. Как определяется степень поляризации света?

34. Как отличить естественный свет от поляризованного с помощью поляризатора?

35. Сформулируйте закон Малюса.