1,Wstęp teoretyczny

Polaryzacja to własność fali poprzecznej (np. światła). 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.

Według teorii, światło podobnie jak każda fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną. Kierunki drgań wektorów H i E są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali. Na rysunku poniżej przedstawiono falę elektromagnetyczną, która ma jeszcze dodatkowo pewną charakterystyczną własność, która mówi nam, że wektory E są do siebie równoległe tak samo jak wektory H. Są one równoległe we wszystkich punktach fali. Mówimy, że ta fala jest spolaryzowana liniowo. Rysunek poniżej przedstawia opisane zależności:

V – wektor drgań

Prawo Malusa - prawo określające natężenie światła po przejściu przez polaryzator.

Natężenie światła spolaryzowanego liniowo po przejściu przez idealny polaryzator optyczny jest równe iloczynowi natężenia światła padającego i kwadratu cosinusa kąta między płaszczyzną polaryzacji światła padającego a płaszczyzną światła po przejściu przez polaryzator. Można to stwierdzenie wyrazić następującym wzorem:

Gdzie:

I₀- Maksymalne natężenie światła padającego,

_α- kąt między kierunkiem polaryzacji światła padającego i wychodzącego z polaryzatora

(zauważmy, że I ma maksimum dla θ = 0° lub θ = 180° a minimum dla θ = 90° lub θ= 270°).

Przyrządy służące do przekształcania światła naturalnego lub częściowo spolaryzowanego na światło spolaryzowane liniowo nazywamy polaryzatorami. Wykorzystują one zjawisko odbicia światła na granicy dwóch przeźroczystych, izotropowych dielektryków albo zjawisko podwójnego załamania w kryształach jednoosiowych.

2. Wykonanie ćwiczenia

1. Ustawiono wszystkie elementy w jednej osi optycznej

2. Zmniejszono otwór przesłony i ustawiono polaroidy równolegle.

3. Sprawdzono czy elementy układu są ściśle połączone.

4. Zmontowano układ elektryczny zgodnie ze schematem

5. Ustawiono wartość początkową wskazań mikroamperomierza

6. Obracając co 10° odczytano i zapisano wartości

7. Sporządzono wykres I=F(α) dla 0≤α≤2π

8. Metodą regresji liniowej sporządzono wykres I = f(cos²α)dla 0 ≤ α ≤ π/2

3. Wnioski

Wykres I = f(cos²α)dla 0 ≤ α ≤ π/2 jest liniowy co potwierdza prawo Malusa :

= współczynnik przeźroczystości analizatora

= natężenie światła spolaryzowanego przez polaryzator