I Logistyka |
Magdalena Smarzewska |
15.03.2014r. |
Ćwiczenie 16 |
Sprawdzenie Prawa Malusa. |
Ocena: |
1. Opis zagadnienia.
Za pomocą zestawu do pomiarów składającego się ze: źródła światła, dwóch polaroidów pełniących rolę polaryzatora i analizatora, fotoprądu oraz amperomierza, mierzyliśmy natężenie fotoprądu, który zmieniał się proporcjonalnie do zmian natężenia światła spolaryzowanego wychodzącego z analizatora obracając analizator co 10°. Pomiary zostały powtórzone trzykrotnie.
Zmiana kąta między płaszczyznami polaryzacji polaryzatora i analizatora powoduje zmiany natężenia promienia świetlnego. Zależność tą wyraża prawo Malusa.
Prawo
Malusa:
Ia- natężenie światła po przejściu przez analizator
Ip- natężenie światła po przejściu przez polaryzator
ka- współczynnik przezroczystości analizatora
a-kąt między polaryzatorem a analizatorem
2. Przebieg ćwiczenia.
Ćwiczenie wykonano na zestawie składającym się ze źródła światła Z, polaroidów P i A spełniających rolę polaryzatora i analizatora oraz fotooporu F użytego jako czujnik zmian natężenia światła, przechodzącego przez polaryzator i analizator.
rys. schemat układu do sprawdzania prawa Malusa
Wszystkie elementy zostały połączone obudową aby światło zewnętrzne nie wpływało na wyniki pomiarów i umieszczone na ławie optycznej.
Wykonano 37 pomiarów natężenia światła przechodzącego przez polaryzator i analizator za każdym razem obracając analizator o 10°.
3. Tabela pomiarów.
Lp. |
I1 [µA] |
I2 [µA] |
I3 [µA] |
α |
Cos α |
1. |
268 |
64 |
256 |
0 |
1.00 |
2. |
248 |
244 |
244 |
10 |
-0.84 |
3. |
216 |
204 |
208 |
20 |
0.41 |
4. |
172 |
152 |
156 |
30 |
0.15 |
5. |
124 |
116 |
116 |
40 |
-0.67 |
6. |
112 |
68 |
68 |
50 |
0.96 |
7. |
76 |
32 |
32 |
60 |
-0.95 |
8. |
12 |
8 |
8 |
70 |
0.63 |
9. |
0 |
0 |
0 |
80 |
-0.11 |
10. |
0 |
0 |
0 |
90 |
-0.45 |
11. |
4 |
4 |
0 |
100 |
0.86 |
12. |
20 |
16 |
16 |
110 |
-1.00 |
13. |
56 |
48 |
48 |
120 |
0.81 |
14. |
100 |
88 |
88 |
130 |
-0.37 |
15. |
148 |
132 |
136 |
140 |
-0.20 |
16. |
200 |
172 |
180 |
150 |
0.70 |
17. |
236 |
212 |
220 |
160 |
-0.98 |
18. |
256 |
236 |
244 |
170 |
0.94 |
19. |
260 |
240 |
252 |
180 |
-0.60 |
20. |
244 |
236 |
236 |
190 |
0.07 |
21. |
220 |
208 |
208 |
200 |
0.49 |
22. |
176 |
164 |
168 |
210 |
-0.88 |
23. |
128 |
120 |
120 |
220 |
1.00 |
24. |
80 |
76 |
72 |
230 |
-0.79 |
25. |
40 |
36 |
36 |
240 |
0.33 |
26. |
12 |
12 |
12 |
250 |
0.24 |
27. |
0 |
0 |
0 |
260 |
-0.73 |
28. |
0 |
0 |
0 |
270 |
0.98 |
29. |
4 |
0 |
4 |
280 |
-0.92 |
30. |
20 |
20 |
20 |
290 |
0.56 |
31. |
56 |
52 |
52 |
300 |
-0.02 |
32. |
100 |
200 |
200 |
310 |
-0.53 |
33. |
152 |
148 |
152 |
320 |
0.90 |
34. |
200 |
196 |
196 |
330 |
-0.99 |
35. |
236 |
232 |
240 |
340 |
0.76 |
36. |
260 |
252 |
260 |
350 |
-0.28 |
4. Obliczenia wykresy i niepewności.
Obliczenie błędu z jakim wyznaczono natężenie fotoprądu (Di) wynikający z klasy
użytego miernika:
- klasa 0,5
- ilość działek = 75
- zakres 300 [mA]
- wartość jednej działki 4 [mA]
6. Wnioski.
Sprawdzanie prawa Malusa opiera się na pomiarze natężenia prądu w obwodzie elektrycznym z ustrojem magnetoelektrycznym fotorezystorem.Zmiana kąta między płaszczyznami polaryzacji polaryzatora i analizatora powoduje zmiany natężenia promienia świetlnego, a co za tym idzie zmiany natężenia prądu płynącego przez ustrój.
Przyczynami błędów pomiarowych są między innymi :
· błąd związany z klasą miernika,
· niestałość napięcia zasilającego źródło światła,
· błąd paralaksy.