ZESPÓŁ 6 Ewa Pióro WBL

NR ĆW O-6 ANALIZA ŚWIATŁA SPOLARYZOWANEGO.

GRUPA 12 B

TEORIA

WYKONANIE

Zjawisko polaryzacji światła najlepiej zilustruje następujące doświadczenie.

A

P

Na płytkę szklaną P rzucamy pod kątem 57O wiązkę światła białego ze źródła S. Na drodze promienia odbitego ustawiamy płytkę szklaną A równolegle do P, a następnie obracamy ją dookoła osi prostopadłej do płaszczyzny promienia padającego i dobitego oraz przechodzącej przez punkt w który pada na nią promień odbity, obserwujemy zmiany natężenia promieni świetlnych , odbitych od płytki. Przy równoległym położeniu płytek A i P otrzymujemy maksimum jasności promieni odbitych , to znaczy obraz światła jest najlepiej widoczny, natomiast w czasie obrotu płytki A jasność obrazu maleje, a przy wzajemnie prostopadłym położeniu płaszczyzn A i P obraz niknie.

Opisane Zjawisko zwane polaryzacją tłumaczy charakter fali świetlnej. Promienie wychodzące ze źródła światła stanowią falę poprzeczną, przy czym drgania fali zachodzą we wszystkich możliwych kierunkach, prostopadłych do promienia. W przypadku odbicia takiego promienia od środka przezroczystego przy określonym kącie padania ap drgania zachodzą tylko w jednej ściśle określonej płaszczyźnie równoległej do płytki.

Promień odbity od płytki P nazywamy liniowo spolaryzowanym, Płytkę szklaną P polaryzatorem, a płytkę A analizatorem światła.

Powtarzając doświadczenie przy innym ustawieniu płytki P (różnym od 57 ^O) obserwujemy zjawisko polaryzacji częściowej, polegające na zmniejszeniu jasności, a nie na całkowitym wygaszeniu promienia. Stopień polaryzacji zależy przy tym od kąta padania i współczynnika załamania ośrodka odbijającego światło.

Brewster stwierdził , że całkowita polaryzacja promieni odbitych występuje przy takim kącie padania αp, przy którym promień S, odbity od ośrodka, jest prostopadły do promienia załamanego Z, czyli przepuszczonego do środka.

P S

Zgodnie z prawem Brewstera mamy z

αp+ 90^O + β = 180 ^O

stąd

αp = 90^O - β

oraz

β = 90^O - αp

Współczynnik załamania ośrodka ma wzór

n = tgαp

Prawo Malusa tłumaczy stopniowe zanikanie obrazu w analizatorze. I tak dla kąta α=90O następuje całkowite wygaszenie drgań. Prawo to przedstawia wzór:

Ip= I * cos²α

α w stopniach	Natężenie światła Pomiar 1	Pomiar 2
0	700	700
10	650	650
20	580	570
30	450	450
40	310	320
50	210	200
60	100	100
70	40	30
80	10	10
90	0	0
100	10	10
110	30	40
120	110	120
130	220	210
140	350	360
150	500	500
160	610	630
170	700	710
180	730	720

Iα = 0 +700*cos²α

Kąt α Średnie wartości Wartości teoretyczne

pomiaru natężenia I I _α Błąd względny

0^O 700 700 0

10^O 650 679 29

20^O 575 618 48

30^O 450 525 75

40^O 315 411 96

50^O 205 289 84

60^O 100 175 75

70^O 35 82 47

80^O 10 21 11

90^O 0 0 0

100^O 10 21 11

110^O 35 82 47

120^O 110 175 65

130^O 220 289 69

Kąt α Średnie wartości Wartości teoretyczne

pomiaru natężenia I I _α Błąd względny

140^O 355 411 56

150^O 500 525 25

160^O 620 618 2

170^O 705 679 26

180^O 725 700 25

Wnioski

Błąd może powstać na skutek

• błędu w ustawieniu mikroamperomierza

• zmiany natężenia światła podczas wykonywania ćwiczenia

• niedokładnego odczytania natężenia z amperomierza

Wartość obliczona teoretycznie zawsze różni się od tej uzyskiwanej w praktyce.

2

---