Laboratorium fizyki CMF PŁ

dzień _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ godzina _ _ _ _ _ grupa _ _ _ _ _

wydział _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

semestr _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ rok akademicki _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

kod ćwiczenia tytuł ćwiczenia

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko ___________________________
numer indeksu ____________________________

imię i nazwisko ___________________________
numer indeksu ____________________________

imię i nazwisko ___________________________
numer indeksu ____________________________

ocena _____

WSTĘP

Mikrofale to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami radiowymi, co oznacza zakres 1mm-30cm (częstotliwość 1-300 GHz). Mikrofale odkrył James Clerk Maxwell w 1864 roku.

Polaryzacja to własność fali poprzecznej. Fala spolaryzowana oscyluje tylko w pewnym wybranym kierunku. Fala niespolaryzowana oscyluje we wszystkich kierunkach jednakowo. Fala niespolaryzowana może być traktowana jako złożenie wielu fal drgających w różnych kierunkach.

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zbadanie polaryzacji mikrofal i stwierdzenie jak ustawienie dodatkowej płytki polaryzacyjnej wpływa na natężenie mikrofal rejestrowanych przez odbiornik.

UKŁAD POMIAROWY

Układ pomiarowy składa się z nadajnika promieniowania mikrofalowego i odbiornika wyposażonego w miernik oraz mechanizm umożliwiający jego obracanie oraz naniesioną skalę z wartościami kątów, aby obrót kontrolować. Odbiornik i nadajnik są położone w odległości 40-50cm od siebie.

OBLICZENIA

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
0°	1,00	1
10°	0,96	0,675879
20°	0,89	0,148213
30°	0,77	0,018321
40°	0,54	0,240195
50°	0,33	0,307283
60°	0.10	0,090709
70°	0,00	0
80°	0,00	0
90°	0,00	0
100°	0,00	0
110°	0,01	0,00998
120°	0,07	0,046402
130°	0,29	0,039122
140°	0,51	0,019956
150°	0.71	0,347156
160°	0,84	0,799556
170°	0,93	0,818246
180°	0,92	0,329502
190°	0,9	0,003957
200°	0,84	0,199376

Odniesienie do podpunktu 2) z instrukcji E4_3:
Aby móc porównać wykres z punktami doświadczalnymi za wartość I₀ należy przyjąć 1.

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
0°	1,00	1
-5°	1,02	0,082074
-10°	0,98	0,68996
-15°	0,79	0,455929
-20°	0,36	0,059951
-25°	0,07	0,068774
-30°	0	0

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
0°	1,00	1
5°	0,90	0,072418
10°	0,70	0,492829
15°	0,43	0,248164
20°	0,13	0,021649
25°	0	0

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
0°	0,29	0,29
-5°	0,00	0
-10°	0,00	0
-15°	0,00	0
-20°	0,06	0,009992
-25°	0,31	0,30457
-30°	0,00	0

Max. Interferencyjne:

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
-20°	0,02	0,003331
-12°	0,06	0,018
-22°	0,029	0,028998
-23°	0,03	0,008517
-24°	0,034	0,006118
-25°	0,023	0,022597
-26°	0,015	0,006278
-27°	0,00	0
-28°	0,00	0
-29°	0,00	0
-30°	0,00	0

Max. Interferencyjne:

Kąt odbiornika ϕ	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
15°	0,06	0,034628
16°	0,12	0,110053
17°	0,22	0,016657
18°	0,28	0,122085
19°	0,34	0,332363
20°	0,25	0,041633
21°	0,24	0,072002
22°	0,22	0,219983
23°	0,17	0,048265
24°	0,09	0,016194
25°	0,07	0,068774

Ustawienie polaryzatora α	Wskazania miernika [I]	I0 cos^2 α
0° (poziome)	1,00	0,694022
22°,5	0,91	0
45°	0,00	0,00088
67,5°	0,45	0,128493
90°	0,64	0

Ustawienie polaryzatora α	Wskazania miernika [I]
Poziomo	0,00
Pionowo	0,00
45°	0,00

WNIOSKI

Jak widać na wykresie krzywe: oraz krzywa wyznaczona na podstawie wyników przeprowadzonego przez nas doświadczenia początkowo się pokrywają, później (70-130 stopni)występują nieduże rozbieżności (spowodowane jest to błędem odczytu danych z miernika). Niewielkie odchylenia mogą wskazywać na dużą dokładność naszych pomiarów.

Poniżej znajdują się wyprowadzenie wzoru na natężenie I promieniowania mikrofalowego:

Ze względu na to, iż natężenie jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy otrzymujemy :

- wyrażenie to nosi nazwę prawa Malusa