Laboratorium z Fizyki
Borek Rafał	Grupa 11	Wydział Mechaniczny		Politechnika Świętokrzyska		1998-05-25
Nr ćwiczenia	Analiza Światła Spolaryzowanego
O6
		Ocena	Data		Podpis
Teoria
Wykonanie

Wiadomości teoretyczne

Światło jest poprzeczna fala elektromagnetyczna. Drgania świetlne możemy uważać za drgania elektryczne i opisywać je równaniem falowym drgań elektrycznych . Jeżeli drgania fali ograniczymy tylko do jednej płaszczyzny to mówimy wtedy, że światło jest liniowo spolaryzowane. Istnieje kilka metod polaryzacji światła:

1. przez podwójne załamanie.

2. przez odbicie lub wielokrotne załamanie,

3. przez dichroizm.

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 , kacie załamania βR=(Ir/Io) -zdolności odbijające ciała

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

Pierwszy pomiar

α	0^o	10^o	20^o	30^o	40^o	50^o	60^o	70^o	80^o	90^o
μA1	700	690	680	620	510	380	250	110	30	0
Iα	700	678,9	618,1	525	410,8	289,2	175	81,9	21,1	0

Drugi pomiar

α	0^o	10^o	20^o	30^o	40^o	50^o	60^o	70^o	80^o	90^o
μA1	700	690	680	620	510	380	250	110	30	0
Iα	0	21,1	81,9	175	289,2	410,8	525	618,1	678,9	700

WYKRES ZALEŻNOŚCI PRĄDU OD KĄTA SKRĘCENIA POLARYZATORA

OCENA BŁĘDÓW

Różnice miedzy Iα teoretycznym a I z ćwiczenia wynikają z :

• niedokładności wskazań amperomierza

• niedokładności przetwornika światło- prąd

• odchyłki od proporcjonalności natężenia prądu do natężenia Iα niestabilność ta wynosi 1,5%.

1

3

I

I_α

α

---