Sprawozdanie pobrane ze StudentSite.pl |
|
Chcesz więcej? Wejdź na: http://www.studentsite.pl/materialy_studenckie.html |
|
Możesz także wspomóc swoimi sprawozdaniami innych: http://www.studentsite.pl/panel_materialy_studenckie/add |
|
KF PŚk |
Imię i nazwisko:
|
Wydział, grupa:
|
|||
Symbol ćwiczenia: O6 |
Temat: Analiza światła spolaryzowanego
|
||||
Data wykonania: 24.01.2010 |
Data oddania do poprawy: |
Ocena: |
Wiadomości wstępne:
Światło to fala elektromagnetyczna, która polega na rozchodzeniu się zmian pola elektrycznego i magnetycznego. Wektory tych pól są prostopadłe do siebie i do kierunku rozchodzenia się. Jest to więc fala poprzeczna. Do określania orientacji fali elektromagnetycznej bierze się kierunek drgań pola elektrycznego. Nazywany jest on kierunkiem polaryzacji. Jeżeli drgania pola elektrycznego są w jednym kierunku to taką falę nazywamy spolaryzowaną liniowo (światło może być jeszcze spolaryzowane kołowo lub eliptycznie), jeśli drgania są w różnych kierunkach to niespolaryzowaną. Urządzenia służące do polaryzacji światła nazywamy polaryzatorami. Wykorzystują one jeden z trzech podstawowych sposobów polaryzacji światła:
przez podwójne załamanie.
przez odbicie lub wielokrotne załamanie,
przez dichroizm.
Odbicie światła, zjawisko zmiany kierunku rozprzestrzeniania się promieni świetlnych zachodzące na granicy dwóch ośrodków, przy czym gdy co najmniej jeden z nich jest przezroczysty. Zjawisku odbicia towarzyszy częściowa polaryzacja światła. Pełna polaryzacja promienia odbitego występuje wtedy, gdy kat α miedzy promieniem odbitym i załamanym wynosi 90 stopni. Całkowita polaryzacja promienia odbitego występuje wiec tylko przy określonej wartości kąta padania α. Rodzaje polaryzacji:
polaryzacja liniowa,
polaryzacja kołowa.
Zgodnie z teoria Fresnela światło spolaryzowane liniowo uważać możemy za nałożenie dwóch spójnych, kołowo spolaryzowanych składowych o równych okresach i amplitudach, lecz przeciwnych kierunkach obrotu wektora. Natężenie Ie światła spolaryzowanego, przechodzącego przez analizator, zależy od kata α, jaki płaszczyzna polaryzacji analizatora tworzy z płaszczyzną polaryzacji polaryzatora. Zależność powyższą określa prawo Mallusa.
A1 - światło opuszczające polaryzator,
A2 - światło opuszczające analizator,
J - natężenie wiązki przechodzącej przez analizator .
Elektrodynamiczna definicja fali spolaryzowanej światło jest poprzeczna fala elektromagnetyczna tak wiec drgania świetlne można uznać za elektryczne. Wzory Frenela umożliwiają obliczenie natężenia i stopnia polaryzacji światła odbitego od powierzchni ciała przezroczystego o współczynniku załamania n, przy dowolnym kącie padania światła a , kącie załamania βR=(Ir/Io) -zdolności odbijające ciała
Gdzie: Ir - natężenie światła odbitego
Io - natężenie światła padającego.
Wektor E leży w płaszczyźnie padania.
Wektor prostopadły do płaszczyzny padania
Stopień polaryzacji światła odbitego
Wzory te odnoszą się do wiązek spolaryzowanych w płaszczyznach padania i odbicia. Prawo Brewstera
oraz
Kąt Brewstera a =arctg(n) określa maksymalna polaryzacje przy odbiciu.
Opracowanie wyników
Pomiar 0o -90 o
α |
0 o |
10 o |
20 o |
30 o |
40 o |
50 o |
60 o |
70 o |
80 o |
90o |
Ip |
700 |
679 |
608 |
490 |
364 |
237,5 |
124 |
50 |
10 |
0 |
Iα |
700 |
678,9 |
618,1 |
525 |
410,8 |
289,2 |
175 |
81,9 |
21,1 |
0 |
Pomiar 90 o -0 o
α |
90 o |
80 o |
70 o |
60 o |
50 o |
40 o |
30 o |
20 o |
10 o |
0o |
Ip |
0 |
10 |
48 |
123 |
229 |
353,5 |
500 |
602 |
674,5 |
700 |
Iα |
0 |
21,1 |
81,9 |
175 |
289,2 |
410,8 |
525 |
618,1 |
678,9 |
700 |
* Ip - natężenie odczytane z amperomierza, wartości średnie po dokonaniu 10 pomiarów
ocena błędów:
Różnice miedzy Iα teoretycznym a Ip z ćwiczenia wynikają z :
niedokładności wskazań amperomierza
niedokładności przetwornika światło- prąd
odchyłki od proporcjonalności natężenia prądu do natężenia