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 |
|
Laboratorium z Fizyki |
Analiza Światła Spolaryzowanego
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:
przez podwójne załamanie.
przez odbicie lub wielokrotne załamanie,
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 |
90o |
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 |
90o |
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
2
I
Iα
α