SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA

Fale świetlne są to fale elektromagnetyczne , związane z rozchodzeniem się w przestrzeni okresowo zmiennych pól: elektrycznego o natężeniu E i magnetycznego o natężeniu H. Ugięcie i interferencja światła świadczą o jego falowej naturze. Ponieważ w zjawisku tym występują zarówno fale poprzeczne jak i podłużne, zatem nie pozwalają na wyciągnięcie wniosku co do charakteru fali. Doświadczalnym dowodem poprzecznego charakteru fali świetlnej jest zjawisko polaryzacji. Sprowadzając drgania strumienia świetlnego do jednej płaszczyzny zawierającej wektor to mamy do czynienia ze światłem liniowo spolaryzowanym. Płaszczyzna przechodząca przez wypadkową wektora i nosi nazwę wektora świetlnego. Płaszczyzna do niego prostopadła nosi nazwę płaszczyzny polaryzacji. Zmiana kąta między płaszczyznami polaryzacji polaryzatora i analizatora powoduje zmiany natężenia promienia świetlnego. Zależność tą wyraża prawo Malusa.

Prawo Malusa:

I_a- natężenie światła po przejściu przez analizator

I_p- natężenie światła po przejściu przez polaryzator

k_a- współczynnik przezroczystości analizatora

α
-kąt między polaryzatorem a analizatorem

Przebieg ćwiczenia:

1..Montujemy obwód elektryczny zgodnie ze schematem pokazanym na rysunku.

2.Obracając analizator A
co
odczytujemy wartość fotoprądu , który zmienia się proporcjonalnie do zmian natężenia światła spolaryzowanego wychodzącego z analizatora

i - natężenie fotoprądu

- natężenie światła spolaryzowanego

1. współczynnik proporcjonalności

3.Wyniki zestawiamy w tabeli.

TABELA POMIARÓW.

Kąt α[°]	średnie natężenie J [μA]	cos^2α
0	154,6	1
10	141,3	0,96
20	120,0	0,88
30	97,3	0,75
40	69,3	0,58
50	46,6	0,41
60	26,0	0,25
70	10,6	0,11
80	4,0	0,03
90	0	0
100	4	0,03
110	8,0	0,11
120	22,6	0,25
130	44,0	0,41
140	68,6	0,58
150	101,3	0,75
160	125,3	0,88
170	142,6	0,96
180	148,0	1
190	134,6	0,96
200	120,0	0,88
210	97,3	0,75
220	68,6	0,58
230	45,3	0,41
240	24,0	0,25
250	13,3	0,11
260	4,0	0,03
270	0	0
280	4,0	0,03
290	13,3	0,11
300	25,3	0,25
310	48,0	0,41
320	77,3	0,58
330	104,0	0,75
340	129,3	0,88
350	142,6	0,96
360	154,6	1

Obliczenia:

1.Obliczenie błędu z jakim wyznaczono natężenie fotoprądu (ΔI) wynikający z klasy

użytego miernika.

• klasa 0,5

• ilość działek = 75

• zakres 300 μA

• wartość jednej działki 4μ

2.Obliczanie błędu z jakim wyznaczono cos²α. Przyjmujemy Δα=5^°.

Y=cos²α

ΔY=

rad

Tabela błędu

kąt[°]	ΔY
0	0
10	0,03
20	0,06
30	0,08
40	0,08
50	0,08
60	0,08
70	0,06
80	0,03
90	0

Przy następnych kątach błędy powtarzają się cyklicznie .Funkcja cos²α jest funkcją

okresową.

Wnioski i uwagi:

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.

Analizując pomiary możemy jednoznacznie potwierdzić prawo Malusa.

Wykres zależności natężenia fotoprądu od wielkości kąta α

Wykres zależności natężenia fotoprądu od cos²α

1

5

Sprawdzanie prawa Malusa

---