Жарық көзін қосу

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Зертханалық жұмыс №3,14
Малюс заңын тексеру және жарық поляризациясы дәрежесін анықтау
Жұмыстың мақсаты:
1) жазық поляризацияланған жарықтың қасиетін зерттеу Малюс заңын тексеру.
Шартты белгілер
α-анализатор мен поляризатордың басты бағыттары арасындағы бұрыш
I-жарық интенсивтігі
i-фотондық күш
iф-фототок күшінің фондық мәні
S-Жарық көзі
Д-Диафрагма
K-Конденсор
П1-Поляризатор
П2-Анализатор
ДП-Деполяризатор
ФЭ-Фотоэлемент
G-гальванометр

1. Қысқаша теориялық мəліметтер
Х1Х ғасырдың басында Т.Юнг пен О. Френель жарықтың толқындық теориясын дамытып жатқан кезде жарық толқындарының табиғатты белгіссіз болатын. Бірінші кезде жарықты эфир атты гипотетикалық ортада таралатын бойлық толқындар деп есептеген. Интерференция мен дифракция құбылыстарын зерттеген кезде жарық толқындарының бойлық немесе көлденең болатыны турал сұрақ маңызды болған жоқ. Ол кезде жарық толқындарының көлденең болуы мүмкін емес сияқты болатын, өйткені механикалық толқындар сияқты эфирді қатты дене деуге тура келетін еді (көлденең механикалық толқындар газда немесе сұйықта таралуы мүмкін емес).
Бірақ бірте-бірте жарық толқындарының көлденеңдігі туралы эксперименттік фактілер жиналып жатты. 1809 ж француз əскери инженері Э.Малюс өзінің атымен атталған заңды ашты. Малюс тəжірибесінде жарық кезегімен екі бірдей турмалин (жасыл түсті мөлдір кристалдық зат) пластинкаларынан өтеді. Пластинкалар бір біріне қатысты ϕ бұрышына айналады (1 сурет).

1 сурет. Малюс заңын бейнелеу.
Өткен жарықтың интенсивтігі cos2 φ пропорционал болды:
I ~cos2ϕ

2 сурет. Резина арқанындағы көлденең толқын. Бөлшектер y осі бойымен тербеледі. S саңылауын айналдырса толқын өшеді.
Көлденең толқында (мысалы резина арқанындағы толқында) тербеліс бағыты мен оған перпендикуляр бағыты бірдей емес (2 сурет).
Сонымен көлденең толқынның бойлық толқыннан айырмашылығы болып сəулеге қатысты асимметриясы табылады. ХІХ ғасырдың 60-шы жылдарының ортасында Максвелл жарықтың электромагнит толқындары болатыны туралы қорытынды жасады. Жарықтың электромагниттік теориясында толқындардың ерекше ортада - эфирде таралады деген болжамға байланысты қиыншылықтардың барлығы жойылады.
Электромагниттік толқында Ē мен В векторлары бір біріне перпендикуляр болады жəне толқынның таралу бағытына перпендикуляр жазықтықта жатады. (3 сурет).
Жарықтың затпен əсерлесу процестерінде негізгі рольді атқаратын Ē электрлік векторы болады, сондықтан оны жарық векторы деп атайды. Егер электромагниттік толқын таралған кезде жарық векторы өзінің бағытын сақтайтын болса, ондай толқын жазықполяризацияланған деп аталады (толқындардың поляризациясы деген терминді Малюс көлденең механикалық толқындар үшін енгізген). Ē жарық векторы тербелетін жазықтық тербелістер жазықтығы немесе поляризация жазықтығы деп аталады.

сурет.
Синустық электромагниттік толқын. Ē , В, жəне ύ векторлары өзара перпендикуляр.

Лазердің шығаратын жарығы жазықполяризацияланған болады. Жарық шағылғанда немесе шашырағында поляризациялануы мүмкін. Мысалы аспанның көгілдір жарығы жарым-жартылай немесе толығымен поляризацияланған. Бірақ кəдімгі жарық көздерінен шығатын жарық (күн жарығы, қыздыру лампаларының жарығы жəне т.б.) поляризацияланбаған болады. Олардың жарығы əр уақыт мезетінде тəуелсіз жарық шығаратын көптеген атомдардың үлестерінен қосылады жəне əртүрлі атомдардың жарық векторларының бағыттары əртүрлі болады. Сол себептен қорытқы толқында Ē векторының бағыты ретсіз өзгереді жəне тербелістердің барлық бағыттары тең болып қалады. Поляризацияланбаған жарықты табиғи жарық деп атайды. Əр уақыт мезетінде Ē векторын екі перпендикуляр оське проекциялауға болады (4 сурет).

сурет. Ē векторын осьтерге проекциялау.

Олай болса қандай да болсын толқынды (поляризацияланған жəне поляризацияланбаған) екі өзара перпендикуляр бағыттарда поляризацияланған толқындардың суперпозициясы деп қарастыруға болады: Ē(t)= Ēx(t)+ Ēy(t). Бірақ поляризацияланған жарықта екі құраушысы Ex(t) жəне Ey(t) когерентті, ал поляризацияланбаған жарықта когерентті емес болады, б.а. бірінші жағдайда Ex(t) жəне Ey(t) арасындағы фазалар айырымы тұрақты, ал екінші жағдайда уақыт бойынша кездейсоқ өзгеретін функция болады. Ē векторын құраушыларға жіктеу көмегімен Малюс заңын түсіндіруге болады (1 сурет).
Көп кристалдарда жарықтың жұтылуы жарық толқынындағы электрлік вектордың бағытына тəуелді болады. Бұл құбылыс дихроизм деп аталады. Дихроизм Малюс қолданаған турмалин пластиналарына да тəн қасиет. Белгілі қалыңдықта турмалин пластинасы екі өзара перпендикуляр бағыттарда поляризацияланған толқындардың бірін жұтады (мысалы Ex) жəне екінші толқынды (Ey) жарым-жартылай өткізеді. Өткен толқындағы электрлік вектор тербелістерінің бағыты ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.