Порядок выполнения работы

1. Включить осветитель S (см. рис 3.8).

2. Установить источник света, поляризатор, анализатор и фотоэлемент на одной оптической оси (отъюстировать установку).

3. Вращая анализатор (поляризатор) относительно оси, параллельной пучку света, добиться максимального отклонения стрелки гальванометра, что соответствует максимальной интенсивности света I₀ и углу =0. Записать показания гальванометра i₀ в таблицу измерений.

4. Поворачивая анализатор (или поляризатор) от 0 до 360, а затем от 360до 0 и ещё раз от 0 до 360, через каждые 15 записывать показания гальванометра i₁, i₂, i₃ в таблицу.

	i1	i2	i3			cos	cos2
0 15 30
…

5. Найти средние значения силы тока по трем измерениям для каждого угла .

6. Определить для каждого угла отношения , где i₀ – показания гальванометра при 0.

7. Построить график экспериментальной зависимости = f_э (cos²).).

8. Построить график теоретической зависимости = f_т (cos²).).

9. Сравнить результаты эксперимента c теорией, сделать выводы о выполнении закона Малюса.

Задание 2

Цель работы: изучение устройства и принципа действия поляриметра, определение концентрации сахара в растворе.

Приборы и принадлежности: поляриметр CУ – 3 , кюветы с раствором сахара различной известной и неизвестной концентрации.

О бщий вид поляриметра представлен на рис. 3.9: 1-осветительная головка, состоящая из лампы накаливания, линзы, светофильтра и поляризатора; 2-кювета с исследуемой прозрачной жидкостью; 3 - измерительный узел, содержащий полутеневой анализатор, кварцевый компенсатор и круговую шкалу с нониусом; 4 - отсчетная лупа; 5 - окуляр для наблюдения полей сравнения анализатора; 6 - рукоятка, вращением которой можно уравнивать яркость.

Методика эксперимента

Поляризатор П и анализатор А в поляриметре представляют собой приз

мы Николя. Оптическая схема поляриметра представлена на рис. 3.10.

Оптическая схема поляриметра: S – источник света; Ф – светофильтр; П – поляризатор; К – кварцевая пластинка (компенсатор); О – объектив; Т – кювета с раствором; А – анализатор; Ок – окуляр.

Если между скрещенными николями поместить кювету Т с раствором сахара, то наблюдается просветление поля зрения в окуляре Ок. Чтобы вновь получить затемнение поля анализатора, необходимо повернуть анализатор на некоторый угол, который равен искомому углу вращения плоскости поляризации.

Вследствие адаптации зрения визуально трудно оценивать абсолютную освещенность, в то же время легко сравнивать освещенность различных частей поля зрения. Для разделения поля зрения на части в поляриметре непосредственно за поляризатором П расположена тонкая кварцевая пластинка К, через которую проходит средняя часть пучка поляризованного света, вышедшего из поляризатора. В результате введения кварцевой пластинки поле зрения сахариметра оказывается разделенным на три части. Средняя часть освещается светом, прошедшим через поляризатор, кварцевую пластинку и анализатор, а две крайние части поля зрения - светом, прошедшим через поляризатор и анализатор. Так как кварц является оптически активным веществом, то после прохождения поляризованного света через вещество пластинки его плоскость поляризации поворачивается на некоторый угол. Поворачивая анализатор, можно получить равномерно освещенное поле зрения. При работе с сахариметром следует уравнивать части поля зрения при меньшей яркости. Если установить анализатор на равную освещенность всех частей поля зрения, а затем поместить между поляризатором и анализатором трубку с раствором сахара, то равенство яркостей средней и крайней частей поля зрения нарушается. Это происходит вследствие того, что во всех частях поля зрения плоскость колебания светового вектора повернется на один и тот же угол . Для восстановления равенства освещенностей необходимо анализатор повернуть на угол , равный углу поворота плоскости поляризации света при прохождении им раствора сахара.