отримати графік залежності освітленості від кута між поляроїдами, порівняти отриманий результат з законом Малюса.
Обладнання:
оптична лава, освітлювач, джерело струму, два поляроїда, датчик освітленості DT009-4, АЦП NOVA LINK, ПК..
Програмне забезпечення:
MultiLab.
Теоретичні відомості
Для електромагнітних хвиль поляризація – явище направленого коливання векторів напруженості електричного поля Е або напруженості магнітного поля Н. Якщо розсіяне світло поляризувати, то, використовуючи поляризаційний фільтр з іншою поляризацією, можна обмежити проходження світла. Інтенсивність світла, яке пройшло через поляризатори можна знайти відповідно до закону Малюса: – інтенсивність падаючого на поляризатор світла; I – інтенсивність світла, яке вийшло з поляризатора; k – коефіцієнт пропускання поляризатора.
Експериментальна установка
Налаштування експерименту
1. Установіть на столі оптичну лаву. Закріпіть на лаві освітлювач.
2. З’єднайте освітлювач з джерелом струму.
3. Установіть на рейтер датчик освітленості. Заклейте вікно датчика, шматочком ізоляційної стрічки, утворивши вузьку щілину. Установіть межу вимірювання 6000 Лк.
4. Установіть поляроїди на оптичну лаву і сумістіть площини поляризації.
5. З’єднайте АЦП з USB входом ПК.
6. З’єднайте датчик освітленості з АЦП, використовуючи перший вхід.
7. Затемніть аудиторію.
8. Переконайтеся, що датчик налаштований правильно, для чого натисніть кнопку Пуск, а потім Стоп. Осі графіка повинні змінити положення.
2. Відкрийте вкладку Реєстратор – Налаштування Реєстратора, і переконайтеся, що датчик розпізнаний і підключений до входу.
3. У вікні налаштувань датчика натисніть Далі.
4. Оберіть у списку частоту вимірів - Вручну.
5. Натисніть Далі.
6. Оберіть кількість вимірів –20.
7. Натисніть Закінчити.
Хід експерименту
1. Оберіть кнопку Новий експеримент.
2. Увімкніть джерело струму і установіть оптимальну освітленість.
3. Натисніть кнопку Пуск.
4. Змініть кут між поляроїдами на 10°.
5. Знову натисніть Пуск.
6. Повторюйте попередні кроки до моменту, поки кут не досягне 90°, а потім знову до 0.
7. Натисніть Стоп.
8. На екрані отримається графік залежності освітленості від кількості вимірів.
Приклад проведення аналізу
Аналіз даних експерименту
1. У верхньому меню оберіть Таблиця – Добавити колонку введення.
2. Введіть назву і одиницю вимірювання. У додатковій колонці проставте кут між поляроїдами.
3. Оберіть кнопку Редагування графіка.
4. Оберіть вісь х – редаговані дані, у – освітленість.
5. На екрані отримується графік залежності освітленості від кута між поляроїдами.
6. Оберіть кнопку Експорт в Excel
7. В таблицях перетворіть значення кута в радіани.
8. Розрахуйте очікувану теоретично освітленість, у кожному випадку задаючи відповідну формулу.
9. Порівняйте отримані теоретичні і практичні результати.
10. Проаналізуйте джерела похибок і зробіть висновки відповідно до мети роботи.
Додаткові коментарі
Розподіл освітленості залежить від точності установки кута і якості елементів установки. Освітленість прямо пропорціональна інтенсивності світла, при цьому її значення використовується для перевірки виконання закону Малюса.
– інтенсивність падаючого на поляризатор світла; I – інтенсивність світла, яке вийшло з поляризатора; k – коефіцієнт пропускання поляризатора.
, а потім Стоп
. Осі графіка повинні змінити положення.
.
.
