Rok studiów:	Temat: Sprawdzenie prawa Malusa.	Data wykonania:
Wykonał:		Ocena :

Wstęp:

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 poniżej.

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

I - natężenie fotoprądu ;

I _a - natężenie światła spolaryzowanego ;

C - współczynnik proporcjonalności ;

Tabela pomiarowa
α
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360

Wzory i niepewności pomiarowe :

Niepewność pomiarowa kąta α wynosi :

α = 5

$$u\left( \alpha \right) = \frac{5}{\sqrt{3}} = 2,89$$

Niepewność prądu I:

$$u\left( I \right) = \sqrt{\frac{\left(_{d}I \right)^{2} + \left(_{e}I \right)^{2}}{3}}$$

_eI = 4[μA]

$$_{d}I = \frac{klasa*zakres}{100} = \frac{0,5*300}{100} = 1,5\left\lbrack \text{μA} \right\rbrack$$

$$u\left( I \right) = \sqrt{\frac{\left( 1,5 \right)^{2} + \left( 4 \right)^{2}}{3}} = 2,466\left\lbrack \text{μA} \right\rbrack$$

Niepewność pomiarowa cos²α

u(cos²α) = 2 * sinα * cosα * u(α)rad

360 − 2πrad

2, 89 − u(α)rad

$$u\left( \alpha \right) = \frac{2\pi*2,89}{360} = 0,05\lbrack rad\rbrack$$

α	u(cos^2α)
0	0
10	0,017
20	0,032
30	0,043
40	0,049
50	0,049
60	0,043
70	0,032
80	0,017
90	0

Przy dalszych pomiarach błędy powtarzają się cyklicznie bo funkcja jest funkcją okresową.

Wykresy zależności I=f(α)

Wykres Zależności fotoprądu od cos²α

Wnioski i uwagi:

Z pierwszych trzech wykresów można wywnioskować, że natężenie światła wychodzącego z analizatora do kąta między polaryzatorem zmienia się okresowo w ramach każdej ćwiartki kąta pełnego. Wartości prądu odczytane z miernika są bardzo podobne .Po obliczeniu wartości cos²α dla katów od 0° do 90° mogłem narysować charakterystykę I=f(cos²α) , do tego celu wyciągnąłem wartość średnia prądu . Prostoliniowość wykresu jest potwierdzeniem słuszności równania