1. Otrzymane wyniki doświadczenia:
a) polaryzacja (kąt obrotu analizatora i natężenia światła)
ϕ |
I |
ϕ |
I |
ϕ |
I |
90 |
6 |
155 |
893 |
215 |
768 |
95 |
16 |
160 |
922 |
220 |
689 |
100 |
45 |
165 |
992 |
225 |
569 |
105 |
88 |
170 |
1020 |
230 |
475 |
110 |
150 |
175 |
1023 |
235 |
390 |
115 |
220 |
180 |
1025 |
240 |
327 |
120 |
302 |
185 |
1028 |
245 |
240 |
125 |
400 |
190 |
998 |
250 |
171 |
130 |
463 |
195 |
978 |
255 |
94 |
135 |
560 |
200 |
938 |
260 |
46 |
140 |
670 |
205 |
902 |
265 |
19 |
145 |
745 |
210 |
871 |
270 |
7 |
150 |
852 |
b) Dyfrakcja (przesunięcie i natężenie światła )
d [mm] |
I |
d [mm] |
I |
d [mm] |
I |
d [mm] |
I |
0,0 |
9 |
6,5 |
10 |
13,0 |
61 |
19,5 |
1009 |
0,5 |
10 |
7,0 |
16 |
13,5 |
62 |
20,0 |
693 |
1,0 |
10 |
7,5 |
24 |
14,0 |
111 |
20,5 |
408 |
1,5 |
8 |
8,0 |
30 |
14,5 |
249 |
21,0 |
202 |
2,0 |
6 |
8,5 |
29 |
15,0 |
486 |
21,5 |
93 |
2,5 |
6 |
9,0 |
23 |
15,5 |
770 |
22,0 |
59 |
3,0 |
8 |
9,5 |
17 |
16,0 |
1070 |
22,5 |
63 |
3,5 |
12 |
10,0 |
17 |
16,5 |
1300 |
23,0 |
75 |
4,0 |
15 |
10,5 |
28 |
17,0 |
1409 |
23,5 |
74 |
4,5 |
16 |
11,0 |
48 |
17,5 |
1480 |
24,0 |
60 |
5,0 |
14 |
11,5 |
69 |
18,0 |
1472 |
24,5 |
41 |
5,5 |
10 |
12,0 |
79 |
18,5 |
1407 |
25,0 |
25 |
6,0 |
8 |
12,5 |
75 |
19,0 |
1250 |
25,5 |
18 |
l = 785 mm
Δl = 1 mm
2. Obliczenia:
a) niepewności pomiarowej przy polaryzacji - odchylenie standardowe czterech wyników
(I0 =1740, 1685, 1701, 1648) pomiaru natężenia, podzielone przez wartość średnią: 2,25 % - można przyjąć, że takim błędem względnym obarczone są wyniki mierzonych natężeń podczas badania zjawiska polaryzacji.
b) wykres zależności względnego natężenia światła przechodzącego przez polaryzator i analizator I/Io w funkcji kąta skręcenia analizatora ϕ:
c) Prawo Malusa nie jest do końca spełnione. Sam kształt funkcji jest zgodny z teoretycznymi przewidywaniami, natomiast przyjmowane wartości są znacznie mniejsze od takich jakie miały by być. Spowodowane jest to absorpcją światła przez sam polaryzator jak i częściowym odbiciem światła od jego powierzchni.
d) wykres zależności natężenia światła I(x) w funkcji położenia fotodiody x (I0 - to jest maksymalne natężenia światła w tym etapie doświadczenia - nie jest to ta sama wartość co w części a- polaryzacja ):
e) szerokość szczeliny (dla pierwszego minimum dyfrakcyjnego):
, można założyć, że
,
, gdzie d - przesunięcie statywu.
n = 1, λ = 6,33 * 10-7 m, l = 0,785 m, d = 4,5 mm. Zatem a = 110 μm.
f) błąd liczymy metodą różniczki zupełnej posiadamy wzór na wielkość a i dodatkowo Δd = 0,5 mm, Δl = 1 mm ; Δa = 23 μm
wnioski:
Doświadczenie pokazuje dość różnice między teoretycznymi przykładami a ich realizacją w rzeczywistości. Sam model, kształt skutków jest dość dobrze przedstawiany przez teorię, natomiast same wyniki różnią się, co jest związane z startami (odbicie , absorpcja), których teoretyczny model nie przewiduje - które są związane z niedoskonałościami przyrządów.
d [mm] |
I |
0,0 |
9 |
0,5 |
10 |
1,0 |
10 |
1,5 |
8 |
2,0 |
6 |
2,5 |
6 |
3,0 |
8 |
3,5 |
12 |
4,0 |
15 |
4,5 |
16 |
5,0 |
14 |
5,5 |
10 |
6,0 |
8 |
6,5 |
10 |
7,0 |
16 |
7,5 |
24 |
8,0 |
30 |
8,5 |
29 |
9,0 |
23 |
9,5 |
17 |
10,0 |
17 |
10,5 |
28 |
11,0 |
48 |
11,5 |
69 |
12,0 |
79 |
12,5 |
75 |
13,0 |
61 |
13,5 |
62 |
14,0 |
111 |
14,5 |
249 |
15,0 |
486 |
15,5 |
770 |
16,0 |
1070 |
16,5 |
1300 |
17,0 |
1409 |
17,5 |
1480 |
18,0 |
1472 |
18,5 |
1407 |
19,0 |
1250 |
19,5 |
1009 |
20,0 |
693 |
20,5 |
408 |
21,0 |
202 |
21,5 |
93 |
22,0 |
59 |
22,5 |
63 |
23,0 |
75 |
23,5 |
74 |
24,0 |
60 |
24,5 |
41 |
25,0 |
25 |
ϕ [ °]