Закон Малюса (комплексное исследование поляризации световых волн)

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМПЕРАТРИЦЫ ЕКАТЕРИНЫ II»

Кафедра общей и технической физики

ОТЧЁТ

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 11

«ЗАКОН МАЛЮСА (КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТОВЫХ ВОЛН)»

Выполнил: студент группы РГГ-22         _________                                        Попов П.Р. 

(подпись)                                     (Ф.И.О.)

Проверил:                                         _________                                       _________

(подпись)                                    (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2023

1. Цель работы.

Изучить явление поляризации световых волн: определить степень поляризации лазерного излучения и провести экспериментальную проверку закона Малюса.

2. Краткое теоретическое содержание:

Явление, изучаемое в работе: Поляризация световых волн.

Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Поляризационная волна – такая волна, в которой колебания каким-либо образом упорядочены, например, происходят в одной плоскости. Поляризованными могут быть только поперечные волны.

Линейно-поляризованная волна – световая волна, во всех точках которой световой вектор колеблется только в одном направлении. Плоскость, проходящая через это направление, называется плоскостью поляризации.

Неполяризованный (естественный) свет – световая волна, в которой существуют всевозможные равновероятные направления колебаний светового вектора.

Степень поляризации – физическая величина, служащая для количественной оценки степени поляризации излучения.  

Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчётные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений.

Закон Малюса:

[pic 2]

где I - интенсивность волны, прошедшей через поляризатор, ;[pic 3]

Iпад.- интенсивность линейно поляризованной волны, падающей на поляризатор, [Iпад]=Лм;

 - угол между плоскостью поляризации падающей волны и плоскостью поляризации поляризатора, []=град. . [pic 4][pic 5]

Если через поляризатор пропустить естественный свет, то из него выйдет линейно поляризованный свет интенсивностью [pic 6]

Степень поляризации:

[pic 7]

где  – степень поляризации[pic 8][pic 9]

–максимальное значение интенсивности прошедшего света (силы фототока), [pic 10][pic 11]

- минимальное значение интенсивности прошедшего света (силы фототока), [pic 12][pic 13]

3. Схема установки.

[pic 14]

Рис.1 Схема лабораторной установки

где 1- He-Ne лазер,

2- оптическая скамья,

3- анализатор,

4- фотодетектор,        

5- мультиметр в режиме амперметра.

4. Основные расчетные формулы.

Степень поляризации:

[pic 15]

где  – степень поляризации[pic 16][pic 17]

–максимальное значение интенсивности прошедшего света (силы фототока), [pic 18][pic 19]

- минимальное значение интенсивности прошедшего света (силы фототока), [pic 20][pic 21]

5. Формулы погрешностей косвенных измерений.

Абсолютная погрешность степени поляризации:

[pic 22]

6. Таблицы

Таблица 1

Определение степени поляризации лазерного излучения