Universitatea de Stat din MoldovaFacultatea de Fizica si InginerieCatedra Fizica Aplicata si Informatica

Lucrare de laborator nr.1Studierea gradului de polarizare a luminii reflectate de la o suprafata de separatie a doi dielectrici

A efectuat :Butucea Cristina A verificat:Inculet IonGR. 2.2 TI

Note teoretice:O und se numete polarizat dac modulul i direcia de oscilaie a vectorului amplitudinii variaz dup o anumit lege. Fenomenul de polarizare are loc numai pentru undele transversale, cum ar fi undele electromagnetice, undele elastice ntr-o coard ntins etc. n dependen de forma traiectoriei descris de extremitatea vectorului amplitudinii undele pot fi plan, circular, sau eliptic polarizate. De exemplu, n cazul undelor elastice ntr-o coard ntins traiectoria sursei de oscilaii reprezint un segment de linie dreapt, o circumferin sau o elips.

Undele cu o valoare fixata (concreta) se numeste unda monocromatica.Distanta dintre doua puncte ale undei,fazele carora in momentul dat de timp se deosebesc cu 2,se numeste lungime de unda.La propagarea luminii in vid planul in care oscileaza vectorul E si asa x isi mentine orientarea in spatiu.Acest plan se numeste plan de polarizare. In fascicolul de lumina exista cele mai diverse orientatii ale planului de polarizare cu aceeasi probabilitate.Asa fascicole de lumina se numesc naturale.Daca directiile oscilatiilor vectorului luminos sunt ordonate intr-un anumit mod,atunci astfel de lumina se numeste partial polarizata.Daca oscilatiile vectorului luminus au loc intr-un plan care contine si raza de lumina,atunci lumina se numeste plan sau liniar polarizata.Extremitatea vectorului luminos descrie o elipsa.Astfel de lumina se numeste eliptic polarizata.Daca modulul vectorului luminos nu variaza,atunci extremitatea lui descrie o circumferinta si lumina este circular polarizata.Planul in care oscileaza vectorul luminous se numeste planul oscilatiilor.Plan de polarizare a fost numit planul perpendicular planului de oscilatii.Lumina plan polarizata se obtine cu dispozitivele numite polarizatoare. Polarizatorul care lasa sa treaca partial si oscilatiile in plan perpendicular se numeste polarizator imperfect.Marimea fizica : (1) se numeste gradul de polarizare.Pentru lumina plan polarizata =0 si P=I;pentru lumina naturala si P=0.La propagarea luminii in medii omogene intensitatea luminii este direct proportional amplitudinii intensitatii cimpului electric.Daca pe polarizator cade un fascicul de lumina plan polarizata,atunci unghiul dintre planul de polarizare a luminii incidente si planul de polarizare a polarizatorului este constant si intensitatea luminii emergent eve fi (2)Aceasta expresie reprezinta legea lui Malus.Daca lumina trece prin doua polarizatoare(primul se numeste polarizator,al doilea-analizator),Atunci (3)La reflexia luminii de la suprafata de separatie a doi dielectrici are loc polarizarea partial a luminii reflectate si refractate.In lumina reflectata predomina oscilatiile in plan perpendicular planului de incidenta,iar in raza refractata-in planul parallel planului de incidenta.Gradul de polarizare depinde de unghiul de incidenta si atinge valoarea maxima(P=1)daca se satisfice conditia: (4)-legea lui BrewsterRaza reflectata se dovedeste a fi plan polarizata.Raza refractata ramine partial polarizata dar cu grad de polarizare maxim.Relatia (4) reprezinta legea lui Brewster.Polarizarea luminii la reflexie si refractive poate fi explicate in baza emisiei dipolului electric.Un dipol electric oscilant emite unde electromagnetice cu o putere maxima in directie perpendiculara axei lui si nu emite in genere in directia axei lui.Raza incidenta excita oscilatii ale electronilor in dielectric care conditioneaza emiterea undelor electromagnetice secundare. Vom descompune oscilatiile electronilor in dielectric in doua component.Una in planul de incidenta,alta-in plan perpendicular.Fie ca raza 1 este raza incidenta,raza 1-raza reflectata,1-raza refractata.Din figura rezulta ca in raza reflectata predomina oscilatiile in plan perpendicular.In raza refractata,datorita compunerii oscilatiilor din raza incidenta si a celor secundare,predomina oscilatii in plan parallel.Astfel,razele reflectata si refractata se dovedesc a fi partial polarizate.Raza reflectata este plan polarizata,Raza refractata ramine partial polarizata datorita existentei componentei oscilatiilor din raza incidenta,dar gradul de polarizare este maximal.In lucrare in calitate de polarizator se aplica un top din placi de sticla care amplifica lumina reflectata.Instalatia pentru studierea gradului de polarizare a luminii reflectate de la topul din placi de sticla este montata pe discul Hartl.Pe una din pirghiile mobile este montata sursa de lumina.Pe cealalta se afla receptorul de lumina-lumina trecind prin analizator poate fi rotit in jurul razei reflectate cu .Curentul de la fotoelement este inregistrat cu un microampermetru.In centrul discului de monteaza o masuta pe care se asaza topul din placi de sticla,care serveste drept dispozitiv de polarizare a luminii.

Ordinea de lucru: Exercitiul 1:Studierea gradului de polarizare a razei reflectate si determinarea indicelui de refractive al sticlei.1. Fixati discul in pozitie verticala dupa firul cu plumb.2. Conectati in reteaua220 V fisa microampermetrului si inregistrati pozitia

Date experimentaleExercitiul 1

I,gra min,diva max,divP

201,151,320,06

3011,420,17

400,61,460,56

500,11,50,87

520,041,60,95

540,051,650,94

560,151,70,83

580,31,650,69

600,451,60,56

700,951,350,17

800,550,650,08

1) 2)n=tg i 3)P=f(i)

Exercitiul 2:

,divI/I0cos^2 an

101,40,80,0288890,588463

201,550,8857140,00043239,31319

301,60,9142860,00085319,93873

401,620,9257140,0024197,027557

501,7510,0317720,535068

601,50,8571430,0050043,397451

701,350,7714290,0479640,354433

801,120,640,1898190,089559

900,90,5142860,3863990,043996

1000,620,3542860,6623980,025664

1100,320,1828570,9010480,018867

1200,120,0685710,9856690,017247

1300,040,0228570,9984010,017027

1400,140,080,9805280,017338

1500,470,2685710,7948940,021386

1600,70,40,5849840,029061

17010,5714290,2919270,058234

1801,220,6971430,1180920,143955

1901,420,8114290,0225680,753289

2001,570,8971436,34E-0726808,12

2101,620,9257140,0024197,027557

2201,640,9371430,0047823,555364

2301,570,8971436,34E-0726808,12

2401,450,8285710,0145211,170725

2501,30,7428570,0715560,237577

2601,10,6285710,2057490,082625

2700,870,4971430,4158010,040885

2800,580,3314290,699670,024297

2900,270,1542860,9288540,018302

3000,070,040,9951080,017084

3100,050,0285710,9975020,017043

3200,20,1142860,960530,017699

3300,50,2857140,7701510,022074

3400,770,440,5153960,032984

3501,040,5942860,2562590,066339

3601,250,7142860,0994280,170978

; ; ;

Graficul:;

Calcularea erorilor:

Rezultatul final:=(0.950.01)