4. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było poznanie zjawiska polaryzacji światła, wyznaczenie
współczynnika załamania płytki kwarcowej metodą kąta Brewstera oraz analiza
działania stosu polaryzacyjnego.2.
5. Wstęp teoretyczny
Światło niespolaryzowane ma przypadkowe kierunki drgań wektora pola elektrycznego,
natomiast światło spolaryzowane liniowo drga w jednym kierunku. Polaryzację można
uzyskać przez odbicie od powierzchni dielektryka. Dla kąta Brewstera światło odbite
jest całkowicie spolaryzowane, a współczynnik załamania spełnia zależność n =
tan(alpha).
6. Schemat Układu Pomiarowego
7. Spis przyrządów pomiarowych:
1. Laser gazowy He-Ne (helowo-neonowy) rmy Spectra Physics wraz z zasilaczem
2. Obrotowy Polaryzator liniowy
3. Płytka kwarcowa
4. Stos 15 płytek szklanych
5. detektor wraz z miernikiem mocy optycznej
6. Stolik obrotowy
7. Ława optyczna
8. Ekran
8. Przebieg Ćwiczenia:
1. Badanie polaryzacji wiązki lasera za pomocą polaryzatora liniowego
2. Badanie zjawiska polaryzacji przez odbicie od płytki kwarcowej
3. Badanie skuteczności stosu płytek jako polaryzatora
fi
9. Wyniki pomiarów:
1. Określenie współczynnika załamania płytki kwarcowej
α
Δα
αśr[ ∘ ]
uA(α)
Δα [rad]
uB =
56,08
0,146
0,01745 rad
0,0101 rad
3
u(α)
n = tan αśr
u(n)
U(n)
0,0103 rad
1,487
0,033
0,067
α1 = 55,6
α2 = 56,1
α3 = 56,2
α4 = 56,5
α5 = 56
Niepewność całkowita
n = 1,49 ± 0,07
Polaryzacja pionowa wiązki
Polaryzacja Pozioma wiązki
Pomiar natężenia światła miernikiem
P(pionowa) = 0,12 ± 0,01
P(Pozioma) = 0,35 ± 0,01
Pmax
0,12
=
= 2,92
Pmin
0,35
ηdB = 10 log10(2,92) ≈ 4,65
η=
10. Wnioski
1. Światło odbite od powierzchni dielektryka pod kątem Brewstera jest
spolaryzowane liniowo.
2. W przeprowadzonym doświadczeniu światło odbite było spolaryzowane
pionowo, co jest zgodne z teorią.
3. Wyznaczony współczynnik załamania:
n=1,49±0,07
wskazuje, że badana płytka to najprawdopodobniej szkło kwarcowe.
4. Stos płytek działa jak polaryzator – zwiększa udział jednej składowej
polaryzacji (pionowej).
5. Dynamika układu (~5 dB) potwierdza częściową skuteczność polaryzacji.
6. Na podstawie obserwacji zmian natężenia przy obracaniu analizatora można
stwierdzić, że światło emitowane przez laser było praktycznie niespolaryzowane (brak
całkowitego wygaszenia).