Экспериментальное подтверждение закона Малюса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Бегенджова, Г. М. Экспериментальное подтверждение закона Малюса / Г. М. Бегенджова, М. Р. Рустамов, А. А. Гылыджова, Новруз Батыров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 19 (518). — С. 1-4. — URL: https://moluch.ru/archive/518/113857/ (дата обращения: 16.12.2024).



В данной статье описывается метод экспериментальной проверки Закона Малюса. Линейно поляризованный свет проходит через поляризационный фильтр. Определяется интенсивность света как функция от углового положения поляризационного фильтра. Статья предназначена для студентов-физиков, учителей и учеников средних школ.

Ключевые слова: электрооптика, поляризация, поляризатор, анализатор, закон Брюстера, закон Малюса.

This article describes the method of experimental verification of Malus's Law. Linearly polarized light passes through a polarizing filter. The light intensity is determined as a function of the angular position of the polarizing filter.The article is intended for physics students, teachers and secondary school students.

Keywords : electro-optics, polarization, polarizer, analyzer, Brewster's law, Malus's law.

В данной статье мы будем решать следующие задачи:

1. Определить плоскость поляризации линейно поляризованного лазерного луча;

2. Определить интенсивность света, пропущенного через поляризационный фильтр, как функцию от углового положения фильтра;

3. Подтвердить закон Малюса.

Таблица 1

Оборудование

1

Лазер, He-Ne 1.0 мВт, 220 В перем. Ток

08181.93

1

2

Оптическая скамья / = 60 см

08283.00

1

3

Подставка для опт. скам., регулируемая

08284.00

2

4

Ползунок с креплением для опт. скам. h = 30 мм

08286.01

3

5

Поляризационный фильтр на подставке

08610.00

1

6

Фотоэлемент

08734.00

1

7

Цифровой мультиметр

07122.00

1

Подготовка и измерения

Экспериментальная установка показана на Рис. 1. Необходимо удостовериться в том, что фотоэлемент полностью освещается при установке поляризационного фильтра.

Если эксперимент проводится в незатемненной комнате, мешающий фоновый ток I 0 должен быть определен при выключенном лазере, и его значения необходимо принимать при расчетах.

Лазер необходимо предварительно прогреть в течение примерно 30 мин. во избежание флуктуаций интенсивности. Поляризационный фильтр вращается с шагом 5° в диапазоне положения фильтра ±90° и определяется соответствующий ток фотоэлемента (наиболее чувствительный диапазон постоянного тока цифрового мультиметра).

Теория и вычисления

Пусть АА’ — плоскость поляризации анализатора на Рис. 2. Если линейно поляризованный свет, плоскость вибраций которого образует угол φ с плоскостью поляризации фильтра, падает на анализатор, то только часть света

(1)

будет пропущена.

Т. к. интенсивность I световой волны пропорциональна квадрату вектора Е напряженности электрического поля, то получаем следующую взаимосвязь (закон Малюса):

Экспериментальная установка: Фотометрический закон расстояния (2) Экспериментальная установка: Фотометрический закон расстояния

Рис. 1. Экспериментальная установка: Фотометрический закон расстояния

Геометрическое расположение для определения

Рис. 2. Геометрическое расположение для определения

На Рис. 3 показан ток фотоэлемента после поправки на фон (это критерий для интенсивности пропущенного света), как функция от углового положения плоскости поляризации анализатора. Пик интенсивности в φ = 50° показывает, что плоскость поляризаций излучаемого лазерного луча уже была повернута на этот угол относительно вертикали.

Скорректированный ток фотоэлемента как функция от углового положения φ плоскости поляризации анализатора

Рис. 3. Скорректированный ток фотоэлемента как функция от углового положения φ плоскости поляризации анализатора

На Рис. 4 показан нормализованный и скорректированный ток фотоэлемента, как функция от углового положения анализатора. Закон Малюса подтверждается по углу наклона в 45° начальной прямой. (Примечание: для определения линии прямой Малюса угловые настройки в 50° анализатора должны приниматься во внимание для φ = 0°).

Нормализованный ток фотоэлемента, как функции от интенсивности пропущенного света.

Рис. 4. Нормализованный ток фотоэлемента, как функции от интенсивности пропущенного света.

Литература:

  1. Чарыев А. Основные законы физики. Учебное пособие для учителей средних и старших классов. — Ашхабад. Туркменская государственная издательская служба, 2004.
  2. www.phywe.com.
  3. info@phywe.com.
Основные термины (генерируются автоматически): поляризационный фильтр, интенсивность света, плоскость поляризации анализатора, поляризованный свет, пропущенный свет, скорректированный ток фотоэлемента, угловое положение, функция, цифровой мультиметр, экспериментальная установка.


Ключевые слова

поляризация, электрооптика, поляризатор, анализатор, закон Брюстера, закон Малюса

Похожие статьи

Экспериментальная проверка фотометрического закона расстояния

В данной статье описывается метод экспериментальной проверки фотометрического закона расстояния. Определяется сила света, излучаемого точечным источником, в зависимости от расстояния. Статья предназначена для студентов-физиков, учителей и учеников ср...

Изучение экспоненциальных зависимостей физических процессов на уроках математики

В статье рассматриваются примеры из физики из различных разделов физики. Объединяющим фактором этих примеров является экспоненциальный характер математического описания физических процессов.

Методы наблюдения интерференционных изображений

В данной статье описывается метод экспериментального наблюдения интерференции. При разделении волнового фронта пучка света зеркалами Френеля и бипризмой Френеля возникает явление интерференции. Определяется длина волны по картине интерференционных по...

Как компьютерное моделирование помогает школьникам изучать основы теории поля

В статье приводятся примеры использования компьютерных моделей электростатических полей точечных зарядов для формирования понятия электрического поля.

Электрон и дельта-функция Дирака

Статья посвящена рассмотрению некоторых свойств дельта-функции и теорию Дирака. А также приведены несколько примеров по применению этой функций к механическим физическим задачам.

Явление фотоэффекта как подтверждение квантовой гипотезы

Квантовая физика — один из основных разделов теоретической физики, который объясняет, что такое микрочастицы и по каким законам они движутся. В данной статье мы расскажем о квантовой теории, о гипотезе Макса Планка и о фотоэффекте. Фотоэффект тесно с...

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации магнетрона

В работе приведены исследования влияния частиц инертного газа на выходные характеристики магнетрона. Эксперименты показали, что соответствующим подбором концентрации примеси инертного газа можно добиться смещения частоты генерации на величину большую...

Об изучении влияния инерционных сил при двучленном законе фильтрации

В статье предложены формулы для определения градиента давления или депрессии (который должен быть дополнительно преодолен и связан с увеличением скорости фильтрации).

Математическое моделирование взаимодействия ионов с дипольными образованиями

В статье исследуется моделирование поведения частиц, обладающее электрическим дипольным моментом во внешнем электрическом поле. Рассмотрены устойчивые дипольные образования и их взаимодействие с ионными парами.

Исследование зависимости токов утечки от напряженности полевого транзистора

В статье автор оценивает ток утечки МДП-транзистора, используя формулу Фаулера — Нордгейма.

Похожие статьи

Экспериментальная проверка фотометрического закона расстояния

В данной статье описывается метод экспериментальной проверки фотометрического закона расстояния. Определяется сила света, излучаемого точечным источником, в зависимости от расстояния. Статья предназначена для студентов-физиков, учителей и учеников ср...

Изучение экспоненциальных зависимостей физических процессов на уроках математики

В статье рассматриваются примеры из физики из различных разделов физики. Объединяющим фактором этих примеров является экспоненциальный характер математического описания физических процессов.

Методы наблюдения интерференционных изображений

В данной статье описывается метод экспериментального наблюдения интерференции. При разделении волнового фронта пучка света зеркалами Френеля и бипризмой Френеля возникает явление интерференции. Определяется длина волны по картине интерференционных по...

Как компьютерное моделирование помогает школьникам изучать основы теории поля

В статье приводятся примеры использования компьютерных моделей электростатических полей точечных зарядов для формирования понятия электрического поля.

Электрон и дельта-функция Дирака

Статья посвящена рассмотрению некоторых свойств дельта-функции и теорию Дирака. А также приведены несколько примеров по применению этой функций к механическим физическим задачам.

Явление фотоэффекта как подтверждение квантовой гипотезы

Квантовая физика — один из основных разделов теоретической физики, который объясняет, что такое микрочастицы и по каким законам они движутся. В данной статье мы расскажем о квантовой теории, о гипотезе Макса Планка и о фотоэффекте. Фотоэффект тесно с...

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации магнетрона

В работе приведены исследования влияния частиц инертного газа на выходные характеристики магнетрона. Эксперименты показали, что соответствующим подбором концентрации примеси инертного газа можно добиться смещения частоты генерации на величину большую...

Об изучении влияния инерционных сил при двучленном законе фильтрации

В статье предложены формулы для определения градиента давления или депрессии (который должен быть дополнительно преодолен и связан с увеличением скорости фильтрации).

Математическое моделирование взаимодействия ионов с дипольными образованиями

В статье исследуется моделирование поведения частиц, обладающее электрическим дипольным моментом во внешнем электрическом поле. Рассмотрены устойчивые дипольные образования и их взаимодействие с ионными парами.

Исследование зависимости токов утечки от напряженности полевого транзистора

В статье автор оценивает ток утечки МДП-транзистора, используя формулу Фаулера — Нордгейма.

Задать вопрос