1. Opis ćwiczenia.

1. wprowadzenie teoretyczne:

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

2. przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie wykonano na zestawie składającym się ze źródła światła Z, polaroidów P i A spełniających rolę polaryzatora i analizatora oraz fotooporu F użytego jako czujnik zmian natężenia światła, przechodzącego przez polaryzator i analizator.

rys. schemat układu do sprawdzania prawa Malusa

Wszystkie elementy zostały połączone obudową aby światło zewnętrzne nie wpływało na wyniki pomiarów i umieszczone na ławie optycznej.

Wykonano 37 pomiarów natężenia światła przechodzącego przez polaryzator i analizator za każdym razem obracając analizator o 10 . Zmierzone wartości fotoprądów są zgodne ze wzorem:

i - natężenie fotoprądu

- natężenie światła spolaryzowanego

A - współczynnik proporcjonalności

Wyniki pomiarów zanotowane zostały w tabeli.

2. Tabela pomiarowa

3. Charakterystyki

1. i = f ()

2. i = f (cos²)

4. Obliczenia i dyskusja błędów.

a) obliczenie błędu z jakim wyznaczono natężenie fotoprądu (Δi) wynikający z klasy

użytego miernika:

- klasa 0,5

- ilość działek = 75

- zakres 300 [μA]

- wartość jednej działki 4 [μA]

b) obliczanie błędu z jakim wyznaczono cos²α. Przyjmujemy Δα=3^°:

Y=cos²α

ΔY=

rad

Tabela błędu

kąt[°]	ΔY
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 następnych kątach błędy powtarzają się cyklicznie. Funkcja cos²α jest funkcją okresową.

5. Wnioski.

Sprawdzanie prawa Malusa opiera się na pomiarze natężenia prądu w obwodzie elektrycznym z ustrojem magnetoelektrycznym fotorezystorem. Zmiana kąta między płaszczyznami polaryzacji polaryzatora i analizatora powoduje zmiany natężenia promienia świetlnego, a co za tym idzie zmiany natężenia prądu płynącego przez ustrój.

Przyczynami błędów pomiarowych są między innymi :

• błąd związany z klasą miernika,

• niestałość napięcia zasilającego źródło światła,

• błąd paralaksy.

1

---