Luận văn tốt nghiệp: Lắp ráp bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về phân cực ánh sáng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ



Trương Thị Trân Châu

LẮP RÁP BÀI THÍ NGHIỆM

KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS

VỀ PHÂN CỰC ÁNH SÁNG

Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ

Mã số: 102

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

ThS. TRẦN VĂN TẤN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2011

LỜI CẢM ƠN

Thời gian thấm thoát thoi đưa, thế là đã gần kết thúc bốn năm ở giảng đường đại

học. Bốn năm với bao kỉ niệm buồn vui lẫn lộn… Giờ đây chúng em sắp phải xa

mái trường, xa thầy cô, bạn bè quay về trường phổ thông để trở thành một giáo viên

tiếp bước sự nghiệp trồng người. Với hành trang kiến thức, kỹ năng sư phạm quý

báu có được em tin rằng mình sẽ hoàn thành tốt nhiệm vụ dạy dỗ, đào tạo được các

công dân có ích cho đất nước, cho xã hội.

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường và toàn

thể quý thầy cô trong khoa Vật lý đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, tận tâm dạy dỗ,

truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm để chúng em vững tin bước vào đời.

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trần Văn Tấn, giảng viên khoa Vật lý đại

học Sư phạm Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, chỉ dạy, uốn nắn, sửa chữa những

sai sót cho em trong suốt quá trình làm luận văn.

Đồng thời em xin cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Long đã tạo mọi điều kiện thuận

lợi để em hoàn thành luận văn tại phòng thí nghiệm Vật lý nâng cao.

Con cảm ơn ba mẹ đã luôn bên cạnh thương yêu, tin tưởng, động viên và nâng

đỡ con trong suốt thời gian đi học đến giờ.

Xin cảm ơn các anh chị và các bạn luôn sát cánh bên mình để đi hết chặn đường

vừa qua.

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người, kính chúc sức khỏe và sự

thành công.

TP Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 4 năm 2011

Sinh viên

Trương Thị Trân Châu

MỤC LỤC

0TLỜI CẢM ƠN0T ............................................................................................................. 2

0TMỤC LỤC0T ................................................................................................................... 3

0TMỞ ĐẦU0T ..................................................................................................................... 6

0T1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI0T .................................................................................................. 6

0T2.MỤC ĐÍCH0T ................................................................................................................. 7

0T3.ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU0T ...................................................................... 7

0T4.NHIỆM VỤ0T ................................................................................................................. 7

0T5.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU0T ...................................................................................... 7

0T6.ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI0T .............................................................................................. 8

0TCHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT0T .......................................................................... 10

0T1.1.LÝ THUYẾT SÓNG ĐIỆN TỪ0T ................................................................................... 10

0T1.1.1Ánh sáng là sóng điện từ0T ........................................................................... 10

0T1.1.2.Sóng điện từ là sóng ngang0T ...................................................................... 13

 0TQuan hệ giữa 0T E

 0T và 0T H

0T trong sóng điện từ0T ........................................................ 14

0T1.1.3.Năng lượng của sóng điện từ0T ................................................................... 16

0T1.1.3.1.Mật độ năng lượng0T ................................................................................................................................. 16 0TVectơ mật độ dòng năng lượng Umôp - Poanhtinh0T ............................................................................................ 17 0TCường độ của sóng điện từ đơn sắc chạy0T ........................................................................................................... 17 0T1.2.CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN TRÊN MẶT PHÂN CÁCH HAI MÔI TRƯỜNG0T ........................... 17

...................................................................... 17

...................................................................... 19

 0T1.2.1.Điều kiện biên của vectơ0T B  0T1.2.2.Điều kiện biên của vectơ0T D  0T1.2.3.Điều kiện biên của vectơ0T E  0T1.2.4.Điều kiện biên của vectơ0T H

...................................................................... 20

0T1.3.ÁNH SÁNG PHÂN CỰC0T .......................................................................................... 22

0T1.3.1.Phân cực thẳng0T ......................................................................................... 23

 0TSóng ánh sáng có vectơ chấn động sáng 0T E

0T chỉ phân bố theo một phương xác

..................................................................... 21

0T1.3.2.Phân cực tròn0T ............................................................................................ 23

0T1.3.3.Phân cực elip0T ............................................................................................ 24

0T1.3.4.Ánh sáng tự nhiên0T .................................................................................... 24

định được gọi là ánh sáng phân cực hoàn toàn hay phân cực thẳng.0T ................ 23

0T1.4.ĐỊNH LUẬT MALUS0T .............................................................................................. 25

0T1.4.1.Hiện tượng phân cực ánh sáng khi truyền qua bản Tuamalin0T .................. 25

0T•0T

0TThí nghiệm:0T ........................................................................................... 25

0T•0T

0TNhận xét:0T ............................................................................................... 25

0T•0T

0TGiải thích:0T .............................................................................................. 26

0T1.4.2.Định luật Malus0T ........................................................................................ 26

0T1.5.HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC DO PHẢN XẠ0T .................................................................. 27

0T1.5.1.Thí nghiệm Malus0T .................................................................................... 27

0T1.5.2.Định luật Brewster0T ................................................................................... 29

0T1.6.CÁC PHƯƠNG TRÌNH FRESNEL0T ............................................................................. 30

 0T1.6.1.Véctơ cường độ điện trường 0T E

0T nằm trong mặt phẳng tới0T ....................... 30

0T1.6.2.Véctơ cường độ điện trường thẳng góc với mặt phẳng tới0T ...................... 32

0T1.7.HỆ SỐ PHẢN XẠ - HỆ SỐ TRUYỀN QUA0T ................................................................. 34

0T1.7.1.Trường hợp ánh sáng phân cực thẳng0T ...................................................... 35

0T1.7.2.Trường hợp ánh sáng tự nhiên0T ................................................................. 36

0T1.7.3.Nhận xét0T ................................................................................................... 36

0T1.8.ĐỘ PHÂN CỰC0T ...................................................................................................... 38

0TCHƯƠNG II: DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM0T ................................................................. 40

0T2.1.ĐÈN LASER KHÍ HE – NE0T ..................................................................................... 40

0T2.1.1.Sơ lược về Laser0T ....................................................................................... 40

0T2.1.2.Laser khí He – Ne0T .................................................................................... 42

0THình 2.4: Đèn Laser khí He – Ne.2.1.3.Thanh quang học0T ................................ 43

0T2.2.KÍNH PHÂN CỰC:0T .................................................................................................. 44

0T2.3.PHOTO DIODE:0T ...................................................................................................... 45

0T2.4.ĐỒNG HỒ ĐIỆN TỬ:0T .............................................................................................. 45

0TLĂNG KÍNH:0T ............................................................................................................... 45

0T2.5.GIÁ ĐỠ LĂNG KÍNH.0T ............................................................................................. 46

0T2.6.BỘ NỐI CÓ CHIA GỐC.0T ........................................................................................... 46

0TCHƯƠNG III: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS0T .................. 47

0T3.1.LẮP ĐẶT DỤNG CỤ:0T .............................................................................................. 47

0T3.2.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:0T ...................................................................................... 48

0T3.3.XỬ LÍ SỐ LIỆU – SAI SỐ:0T........................................................................................ 48

0T3.3.1Xử lí số liệu:0T .............................................................................................. 48

0T3.3.2.Xử lý sai số:0T ............................................................................................. 48

0T•0T

2 PΘ) DÙNG VẼ ĐỒ THỊ 2 ĐƯỢC TÍNH NHƯ SAU:0T ................... 49 0TLƯU Ý: SAI SỐ Δ(COSP

0T0T

θ 2 ln(cos )

0T0T

.................................................................................................. 49

dx x

θ θ d sin . θ cos

− =  2. 

  

0T3.4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:0T ......................................................................................... 49

0T3.5.NHẬN XÉT0T ............................................................................................................ 51

0T3.6.ĐỀ XUẤT0T .............................................................................................................. 52

0TCHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT BREWSTER0T........... 54

0T4.1LẮP ĐẶT DỤNG CỤ:0T ............................................................................................... 54

0T4.2.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:0T ...................................................................................... 56

0T4.2.1Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phẳng tới.0T ...... 56

0T4.2.2.Phép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.0T ....................... 57

0T4.3.XỬ LÝ SỐ LIỆU – SAI SỐ0T ....................................................................................... 58

0T4.3.1.Xử lý số liệu0T ............................................................................................. 58

0T4.3.2.Xử lý sai số:0T ............................................................................................. 58

0T4.4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:0T ......................................................................................... 58

0T4.4.1.Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phẳng tới.0T ..... 58

0TPhép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.0T ............................... 61

0TKẾT LUẬN CHUNG0T ................................................................................................ 65

0TTÀI LIỆU THAM KHẢO0T ......................................................................................... 66

............................................................................................ 49

MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, như vậy vai trò của thí nghiệm vật lý là

cực kì quan trọng và không thể thiếu. Thí nghiệm có vai trò tạo ra tình huống vật

lý, đặt ra một vấn đề cần nghiên cứu. Thí nghiệm còn có vai trò cung cấp các dữ

kiện làm cơ sở cho việc xây dựng các lý thuyết. Và đặc biệt thí nghiệm đóng vai

trò kiểm tra, xác nhận hay bác bỏ một lý thuyết nào đó.

Không dừng lại ở đó, thí nghiệm vật lý còn rất quan trọng trong quá trình

dạy học. Thí nghiệm đã góp phần hoàn thiện nhân cách học sinh đồng thời giúp

bồi dưỡng kĩ năng, kĩ xảo vật lý cho người học. Bên cạnh đó, thí nghiệm còn là

phương tiện để chứng minh sự đúng đắn của lý thuyết vật lý, làm cho các lý

thuyết không còn là lý thuyết suôn mà nó được kiểm chứng bởi thực nghiệm

một cách rõ ràng… Lúc này, các lý thuyết vật lý mà học sinh học được sẽ trở

nên thuyết phục hơn và học sinh sẽ nhớ bài lâu hơn.

Hiện nay, em nhận thấy thí nghiệm ở các trường học chưa đa dạng. Nhiều

phần chưa có thí nghiệm minh họa, thí nghiệm kiểm chứng lý thuyết. Hay các

thí nghiệm chưa có yếu tố định lượng, đo đạc chính xác các đại lượng… Như

phần quang học ở chương hiện tượng phân cực ánh sáng, định luật Malus là định

luật được rút ra từ thực nghiệm nhưng trong quá trình học lại không có thí

nghiệm nào để kiểm chứng định luật này. Hay khi học định luật Brewster người

học không hình dung được ánh sáng phân cực hoàn toàn do phản xạ sẽ có độ

sáng ra sao, hệ số phản xạ sẽ thay đổi thế nào ở góc tới Brewster và các góc tới

khác… Điều này làm ảnh hưởng nhiều đến khả năng tiếp thu và ghi nhớ bài của

học sinh, sinh viên; cũng như làm giảm đi khả năng tư duy sáng tạo của việc học

vật lý.

Từ những vấn đề trên em đã lựa chọn đề tài: “Lắp ráp bộ thí nghiệm kiểm

chứng định luật Malus về hiện tượng phân cực ánh sáng” nhằm giúp sinh

viên có điều kiện đào sâu lý thuyết, tiếp cận thực nghiệm và rèn luyện kĩ năng

thực hành với các dụng cụ thí nghiệm vật lý.

2.Mục đích

- Lắp ráp và lấy số liệu bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về hiện

tượng phân cực ánh sáng.

- Lắp ráp và lấy số liệu bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster về phân

cực ánh sáng do phản xạ.

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

+ Kiến thức về hiện tượng phân cực ánh sáng.

+ Nguyên lý hoạt động của các dụng cụ quang và cách xử lý số liệu bài

thí nghiệm về sự phân cực ánh sáng.

Phạm vi nghiên cứu:

+ Thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về phân cực ánh sáng.

+ Thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster về phân cực ánh sáng do

phản xạ.

4.Nhiệm vụ

- Tìm hiểu các kiến thức về hiện tượng phân cực ánh sáng.

- Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ trong bài thí nghiệm.

- Lắp ráp bộ thí nghiệm và thay đổi dụng cụ bị hư hỏng kịp thời.

- Đo sự phụ thuộc của hệ số truyền (sự liên hệ của cường độ ánh sáng tới trên

mặt phẳng phân tích và cường độ đằng sau mặt phẳng phân tích) vào góc của

các mặt phẳng phân cực của bộ phân cực, gồm kính phân cực và kính phân

tích.

- Đo hệ số phản xạ Fresnel của ánh sáng phân cực trong hai trường hợp:

+ Vectơ chấn động sáng nằm trong mặt phẳng tới.

+ Vectơ chấn động sáng vuông góc với mặt phẳng tới.

+ Rút ra kết luận và đề xuất các ý kiến.

5.Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Phân tích và tổng hợp các tài liệu quang học về hiện tượng phân cực ánh sáng.

Từ đó đưa ra cơ sở lý thuyết và biết nguyên lý hoạt động của các dụng cụ thí

nghiệm.

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

+ Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cách sử dụng các dụng cụ và cách lắp ráp

bộ thí nghiệm.

+ Hỏi ý kiến giảng viên hướng dẫn, bộ phận cung cấp thiết bị và bạn bè để biết

thêm thông tin về dụng cụ, cách lắp ráp, cách xử lý số liệu…nhằm hoàn

chỉnh bài thí nghiệm.

6.Đóng góp của đề tài

Kết quả lắp ráp và xử lí số liệu thành công thì bộ thí nghiệm có thể được sử

dụng cho sinh viên thực hành vật lý về hiện tượng phân cực ánh sáng ở

phòng thí nghiệm vật lý nâng cao.

TỔNG QUAN

Thí nghiệm quang học trong vật lý đã được nhiều nước trên thế giới chú trọng

và áp dụng vào giảng dạy. Các bộ thí nghiệm về hiện tượng phân cực ánh sáng được

chế tạo chính xác và sản xuất phổ biến.

Những năm gần đây trong nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu về lắp ráp

thí nghiệm trong việc dạy học vật lý. Đặc biệt là các thí nghiệm quang như:

Đề tài nghiên cứu khoa học: Thư viện điện tử các thí nghiệm quang học -

(2006) của nhóm sinh viên Huỳnh Công Đạt, Dương Hùng Cứ, Nguyễn Thị

Hoa, Nguyễn Thị Kiều My thuộc trường đại học Sư phạm TP Hồ Chí

Minh.

Thực hiện các thí nghiệm chứng minh cho các bài giảng về quang học lý -

(1996), Luận văn tốt nghiệp đại học của sinh viên Nguyễn Tuấn Huy

trường đại học Sư phạm Hồ Chí Minh.

Các đề tài nghiên cứu đã góp phần xây dựng những thí nghiệm phong phú để

minh họa, kiểm chứng cho các kiến thức vật lý. Tuy nhiên, các thí nghiệm về hiện

tượng phân cực ánh sáng chỉ là thí nghiệm biểu diễn, quan sát định tính sự thay đổi

cường độ sáng. Chưa có sự đo đạc để chứng minh một cách chặt chẽ sự đúng đắn

của các định luật vật lý. Điều này làm giảm đi yếu tố thuyết phục khi sinh viên học

về các phần này.

Bên cạnh đó, em nhận thấy phòng thí nghiệm vật lý trường đại học Sư Phạm TP

Hồ Chí Minh chưa có bộ thí nghiệm kiểm chứng hai định luật quan trọng chương

phân cực ánh sáng: định luật Malus và định luật Brewster. Do đó sẽ làm giảm khả

năng tiếp thu bài và kĩ năng sử dụng thành thạo dụng cụ thí nghiệm của sinh viên.

Từ đây, em thực hiện đề tài này nhằm khắc phục những mặt còn hạn chế trên.

Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu cách lắp ráp thí nghiệm, xây dựng cách đo đạc, xử lý

số liệu nhằm kiểm chứng định lượng các định luật Malus và định luật Brewster về

hiện tượng phân cực ánh sáng.

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1.Lý thuyết sóng điện từ

1.1.1Ánh sáng là sóng điện từ

Các kích thích của trường điện từ (tức là trường điện từ biến đổi) lan

truyền trong không gian, được gọi là sóng điện từ.

Toàn bộ lý thuyết cơ bản về điện và từ có thể trình bày trong hệ bốn

= −

 rot E

phương trình Maxwell sau:

 ∂ B ∂ t

 divD ρ=

(1.1)

  = + rot H j

(1.2)

 ∂ D ∂ t

 divB =

(1.3)

(1.4)

véctơ cường độ điện trường. Trong đó:

véctơ cảm ứng điện.

 E  D  H  B

véctơ cường độ từ trường.

ρ mật độ điện tích.  j

véctơ cảm ứng từ.

véctơ mật độ dòng điện.

Nếu môi trường là chất điện môi đồng nhất, đẳng hướng, không có tính

chất sắt điện hoặc sắt từ thì:

 D  B

(1.5)

 Eεε= 0  Hµµ= 0

(1.6)

ε, µ là các đại lượng vô hướng, không đổi, không phụ thuộc tọa độ và

thời gian gọi là hằng số điện môi và độ từ thẩm của môi trường. Chân không

có ε = 1 và µ = 1.

Viết các phương trình Maxwell khi môi trường là chất điện môi đồng

 dòng điện vĩ mô ( j

nhất, đẳng hướng, không có chứa các điện tích tự do ( ρ= 0) cũng như các

= 0) và hình chiếu của chúng lên các trục tọa độ có dạng

= −

−

như sau:

µµ 0

∂ E z ∂ y

∂ E y ∂ z

∂ H ∂ t

= −

−

= −

 rot E

(1.7)

µµ 0

 ∂ H ∂ t

∂ E x ∂ z

∂ E z ∂ x

∂ H ∂ t

−

= −

(1.8)

µµ 0

∂ E y ∂ x

∂ E x ∂ y

∂ H ∂ t

 divE =

(1.9)

∂ E x ∂ x

∂ E y ∂ y

∂ E z ∂ z

−

(1.10)

εε 0

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

∂ E ∂ t

−

 rot H

(1.11)

εε 0

 ∂ E ∂ t

∂ H ∂ z

∂ H ∂ x

∂ E ∂ t

−

(1.12)

εε 0

∂ H ∂ x

∂ H ∂ y

∂ E ∂ t

 divH =

(1.13)

∂ H ∂ x

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

(1.14)

2 ∇ − s

s 2

1 2 v

∂ ∂ t

Ta sẽ chứng tỏ mỗi hình chiếu đều tuân theo phương trình truyền sóng:

∂

−

εε 0

∂ E 2 ∂ t

∂ ∂ t

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

∂ H z ∂ ∂ . t y

H y ∂ ∂ . t z

  

  

)

Đối với ERxR, lấy đạo hàm theo thời gian cả hai vế phương trình (1.11):

∂ H z ∂ ∂ . t y

∂ H z ∂ ∂ . y t

∂∂ H ( ∂ ∂ t y

∂

)

H y ∂ ∂ . t z

H y ∂ ∂ . z t

∂∂ H ( ∂ ∂ t z

Mà

−

)

(

εε 0

∂ E 2 ∂ t

∂∂ H ( ∂ ∂ y t

∂ ∂ z

∂ H ∂ t

Nên

Thay các đại lượng trong dấu ngoặc, tức là các đạo hàm riêng của H Rz R và

−

(

)

(

)

εε 0

∂ E 2 ∂ t

∂ ∂ y

∂ E x ∂ y

∂ E y ∂ x

∂ ∂ z

∂ E z ∂ x

∂ E x ∂ z

1 µµ 0

  

  

−

(

)

∂ E 2 ∂ z

∂ E 2 ∂ y

∂ ∂ x

∂ E y ∂ y

∂ E z ∂ z

1 µµ 0

  

  

HRyR theo thời gian t bằng các biểu thức trong (1.8) và (1.9):

∇

(

)

Từ (1.10) suy ra:

εε 0

∂ E 2 ∂ t

∂ E 2 ∂ x

∂ E 2 ∂ y

∂ E 2 ∂ z

1 µµ 0

(1.15)

∂

∇

εε 0

E 2

∂ t

1 µµ 0

∇

εε 0

∂ E 2 ∂ t

1 µµ 0

Đối với ERyR, ERzR ta cũng chứng minh tương tự như (1.15):

 2 ∇ − E

Ta có phương trình tổng quát:

εεµµ 0 0

 E 2

∂ ∂ t

(1.16)

 Tương tự như đối với véctơ cường độ từ trường H

∇

−

 H

εεµµ 0 0

 và cường độ từ trường H

(1.17)

 ∂ H 2 ∂ t  Vậy 2 véctơ cường độ điện trường E

thỏa

phương trình truyền sóng.

 (t) và H

Nếu cường độ điện trường và cường độ từ trường tại một điểm nào đó  trong không gian biến đổi theo thời gian E (t) thì điện từ trường sẽ lan

εεµµ =

truyền trong không gian với vận tốc v sao cho

1 2 v

1 εεµµ 0 0

hay

0ε và 0µ là hằng số điện và hằng số từ, xác định bằng thực nghiệm

-12

P H/m

0ε = 8,85 . 10P

-7 P F/m và 0µ = 4π . 10P

Biết

Ta có thể tính được vận tốc truyền sóng điện từ trong chân không (ε = 1

8 3.10

m s /

1 εµ 0 0

và µ = 1):

So sánh với vận tốc ánh sáng đo bằng thực nghiệm thì thấy chúng trùng

nhau.

Vậy ánh sáng là sóng điện từ.

Từ lý thuyết Maxwell đã tiên đoán là có sóng điện từ và ánh sáng chính là

sóng điện từ. Sau này vào năm 1888, Hertz tạo ra sóng điện từ bằng thực

nghiệm. Và tất cả các kết quả thực nghiệm đều dẫn đến kết luận ánh sáng cũng

là một loại sóng điện từ.

1.1.2.Sóng điện từ là sóng ngang

 cả các điểm trên mặt phẳng vuông góc với trục Ox có véctơ E

 , H

Xét sóng điện từ phẳng lan truyền theo trục Ox. Vì là sóng phẳng nên tất

 thuộc tọa độ và thời gian. E

 (x,t), H

chỉ phụ

−

(x,t) là nghiệm của các phương trình

 f

t (

)

 H

 ϕ= ( t

)

x v

 và H

truyền sóng (1.16) và (1.17):  E và

 Vì E

không phụ thuộc vào toạ độ y, z nên:

∂ E z ∂ y

∂ E z ∂ z

∂ E y ∂ y

∂ E y ∂ z

∂ E x ∂ y

∂ E x ∂ z

; ;

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

∂ H ∂ y

∂ H ∂ z

; ;

∂ xE ∂ x

Từ (1.10) suy ra:

∂ xE ∂ t

Từ (1.11) suy ra:

Vậy ERxR không phụ thuộc vào cả x và t: ERxR = const.

Vì lý do đối xứng giá trị không đổi của ERx Rbằng không.

ERxR = 0

 và H

Tương tự ta có thể suy ra HRxR = 0.

 Có nghĩa là các vectơ E

vuông góc với phương truyền sóng Ox.

Vậy sóng điện từ là sóng ngang.

 Quan hệ giữa E

 và H

trong sóng điện từ

 trường E

Bây giờ ta xét biến thiên của các hình chiếu E RyR, ERzR của cường độ điện

và hình chiếu HRyR, HRzR của cường độ điện trường.

−

t (

);

t (

)

x v

−

t (

);

t (

)

ϕ y

ϕ z

x v

x v x v

Theo (1.19) có thể viết

Tính các đạo hàm riêng của ERyR, ERzR, HRyR, HRz Rrồi thay vào các phương trình

(1.8), (1.9), (1.12), (1.13) ta sẽ tìm được mối liên hệ giữa các đại lượng này.

Đạo hàm riêng theo các toạ độ y và z thì bằng 0, theo (1.20). Chỉ còn lại các

đạo hàm riêng theo x và t. Muốn tính các đạo hàm này, dùng qui tắc đạo hàm

− và ta sẽ có

x v

∂ E ∂ t

y du

∂ u ∂ t

y du

−

= −

(

)

εεµµ 0 0

∂ E y ∂ x

y du

∂ u ∂ x

y du

1 v

y du

của hàm số hợp, đặt u = t

Tính tương tự đối với ERzR, HRyR, HRzR. Thay các biểu thức của đạo hàm riêng

−

= −

εεµµ 0 0

µµ 0

y du

dH du

vào (1.9) ta có:

εε 0

µµ= 0

y du

dH du

Hay

Nhân hai vế với du rồi lấy tích phân, ta có:

εε 0

µµ= 0

(1.21)

Từ (1.12) chứng minh tương tự ta cũng tìm được:

εε 0

µµ= 0

(1.22)

 Từ hai phương trình (1.21) và (1.22) ta suy ra các mối quan hệ của E

 H

và

trong sóng điện từ.

 • Hai vectơ E

 và H   + E H E H E H E H .

vuông góc nhau.

−

(

= ) 0

E E y

 Tích vô hướng của E

εε 0 µµ 0  và H

Ta có

bằng 0, tức là hai vectơ này vuông góc với

 , H

 , v

nhau.

 • Ba vectơ E

hợp thành một tam diện thuận.

 Vectơ vận tốc truyền sóng v

Hình 1.1: Các thành phần của sóng điện từ.

 với vectơ E

hướng theo trục Ox, ta chọn trục Oy trùng

. Như vậy ERyR = E và ERzR = 0, từ (1.21) và (1.22) suy ra

 và HRyR = 0 tức là vectơ H

có hướng theo trục Oz. Như vậy ba

 , v

εε 0 µµ 0   , H vectơ E

hợp thành một tam diện Oy, Oz, Ox đó là tam diện thuận nếu

Oxyz là tam diện thuận theo quy ước chung.

 v

  = ∧ E H .

v E H .  tỉ lệ thuận với độ lớn của E

 • Độ lớn của H

Ta có thể viết

2 + H H y

2 z

2 y

2 z

εε 0 µµ 0

Ta có:

εε 0 µµ 0

 Vì luôn có sự tỉ lệ thuận giữa E và H nên hai vectơ E

 và H

Vậy là:

trong sóng

điện từ luôn dao động cùng pha.

1.1.3.Năng lượng của sóng điện từ

1.1.3.1.Mật độ năng lượng

Trong trường điện từ, tại mỗi điểm và vào một thời điểm đã cho cường

độ điện trường E và cường độ từ trường H có giá trị xác định.

Mật độ theo thể tích của năng lượng điện trong môi trường không có tính

Eεε=

đw

1 2

chất sắt điện và sắt từ có giá trị

Hµµ=

1 2

còn mật độ theo thể tích của năng lượng từ có giá trị

εε 0

µµ 0

w w w t đ

1 2

Mật độ theo thể tích của năng lượng điện từ trường là

εε 0 µµ 0

Mà

εε 0

µµ 0

εε µµ 0 0

1 v

nên từ đó ta có:

với v là vận tốc lan truyền sóng điện từ trong môi trường.

Trường hợp sóng phẳng hình sin phân cực thẳng lan truyền theo trục z

−

2 sin (

ω t

)

εε 0

với cường độ điện trường E = A sin(ωt - kz).

Giá trị trung bình của mật độ năng lượng theo thể tích trong một chu kì

wdt

πω ∫ π

1 εε 0 2

biến đổi của w là:

Vectơ mật độ dòng năng lượng Umôp - Poanhtinh

 v

  = ∧ . E H

Vận tốc truyền năng lượng của sóng chạy đơn sắc bằng vận tốc pha của

v EH

1 v

 Vectơ mật độ dòng năng lượng P

sóng này. Ta có: và w =

 = P w

  = ∧ E H

:  .v

−

2 sin (

ω t

)

εε 0 µµ 0

Với sóng phân cực thẳng thì:

−

2 sin (

ω t

)

2 sin (

ω t

ϕ )

2 A 1

2 A 2

 

 

εε 0 µµ 0

Với sóng phân cực elip:

= <

> =<

 P

Cường độ của sóng điện từ đơn sắc chạy

Cường độ I là

Đối với sóng phẳng đơn sắc chạy phân cực thẳng:

= P A 1 2 εε 0 µµ 0

Đối với sóng phẳng đơn sắc chạy phân cực elip:

2 A 1

2 A 2

= + = + ( ) I I I 1 2 εε 0 µµ 0

Cường độ ánh sáng tức là cường độ của sóng điện từ được khảo sát trong

 của cường độ E

quang học, thường hiểu một cách đơn giản là bình phương biên độ dao động

của sóng ánh sáng.

1.2.Các điều kiện biên trên mặt phân cách hai môi trường

 1.2.1.Điều kiện biên của vectơ B

Lấy điểm M bất kì trên mặt phân cách của hai môi trường 1 và 2, và quy

ước pháp tuyến ở mặt phân cách hướng từ môi trường 1 đến môi trường 2. Xét

hình trụ rất nhỏ chứa điểm M và có trục song song với pháp tuyến tại M. Đáy

SR1R của hình trụ nằm trong môi trường 1 và đáy SR2R nằm trong môi trường 2:

SR1 R= SR2R = S.

Hình 1.2 : Vectơ cảm ứng từ qua mặt phân cách hai môi trường.

 divBdV =

∫

Tích phân phương trình (1.4) theo thể tích V của hình trụ:

 divBdV

  Bd S

∫

 ∫

∫

S 1

Theo định lý Gauss, ta có:

  Bd S →

trong đó S là mặt ngoài, SRbR là mặt bên.

∫

= −

  Bd S

B dS n 1

* B S 1 . n

∫

S 1

  Bd S

* = 2 . B dS B S n

∫

. Và: Khi chiều cao của hình trụ tiến về 0, SRbR → 0 thì

2nB là giá trị trung bình của BR1nR, BR2nR trên SR1R, SR2R.

* 1nB ,

với

−

(

= 0

* B 2

* B S ) n 1

Ta được:

2nB dần đến giá trị giới hạn là thành phần

* 1nB ,

Khi S → 0, V co về M thì

 1B

 2B

pháp tuyến của vectơ tại điểm M. Do đó ta có điều kiện biên cho vectơ ,

B 2

B= 1

cảm ứng từ:

Vậy khi qua mặt phân cách hai môi trường, thành phần pháp tuyến của

 vectơ B

biến thiên liên tục.

 1.2.2.Điều kiện biên của vectơ D

Xuất phát từ phương trình (1.2), lấy tích phân theo thể tích 2 vế của

 divDdV

∫

∫ dVρ=



phương trình:

divDdV Q= td

∫ V   D d S 1

  D d S 2

  Dd S Q td

⇔

∫

S 1

⇔

 1D

 2D

, với là vectơ cảm ứng điện ở môi trướng 1,2.

  Dd S →

QRtdR: tổng điện tích tự do có trong V.

∫

= −

  D d S 1

D dS n 1

* 1 . D S n

∫

S 1

  D d S 2

* = 2 . D dS D S n

∫

. Và: Khi chiều cao của hình trụ tiến về 0, SRbR → 0 thì

* 1nD ,

1nD ,

2nD trên SR1R, SR2R.

2nD là giá trị trung bình của

với

− D S D S .

Sσ . td

* n 2

* n 1

Ta được:

tdσ là mật độ điện tích mặt trên diện tích.

với

−

D 2

= D σ n 1 td

Khi S→ 0, V co về điểm M đang xét.

D 2

D= 1 n

Nếu trên mặt phân cách không có điện tích mặt thì:

 Vậy thành phần pháp tuyến của vectơ cảm ứng điện D

sẽ biến thiên liên

tục khi không có phân bố điện tích mặt ở mặt phân cách hai môi trường.

 1.2.3.Điều kiện biên của vectơ E

 (hướng từ môi trường 1 sang môi trường 2) và t

Xét một điểm M bất kì trên mặt phân cách giữa hai môi trường 1 và 2.

 Pháp tuyến tại M là n

 , t

là một

 tiếp tuyến tại M. Xét một hình chữ nhật nằm trong mặt ( n

) và chứa điểm M.

Hai cạnh của hình chữ nhật nằm trong môi trường 1 và 2, đồng thời song với

mặt phân cách LR1 R= LR2R = L. Bề rộng hình chữ nhật là LRdọcR. Chiều quay dương

 trên hình chữ nhật được chọn sao cho vectơ pháp tuyến N

của hình chữ nhật

 tạo với n

 và t

thành một tam diện thuận.

= −

 rot E

Hình 1.3: Vectơ cường độ điện trường qua mặt phân cách hai môi trường.

 ∂ B ∂ t

theo mặt S do hình chữ Lấy tích phân phương trình (1.1):

= −

  rot Ed S

 d S

∫

 ∂ B ∂ t

−

S .

nhật giới hạn:

 Vì B

 *  ∂ B   ∂ t 

liên tục và giới nội trên mặt S nên vế phải bằng , lượng

  . E dl

  Edl

  rotEd S =

  E dl 1

  E dl 2

 ∫

∫

(

)

∫

L 2

L 1

L doc

này triệt tiêu khi LRdọc R→0. Áp dụng định lý Stockes cho vế trái:

= −

* L .t 1

  E dl 1

E dl 1 t

∫

L 1

Tích phân thứ 3 triệt tiêu khi LRdọcR→0. Khi đó:

= +

E dl E

* .t 2

  E dl 2

∫

L 2

−

(

= 0

* E t 2

* E L ). t 1

Và ta có:

1tE ,

2tE tiến tới giới hạn ER2tR, ER1tR

Cho qua giới hạn LRdọc R→0, S co về M, thì

E 2

E= 1 t

lấy tại điểm M. Ta có:

Vậy thành phần tiếp tuyến của vectơ điện trường biến thiên liên tục khi

qua mặt phân cách hai môi trường.

 1.2.4.Điều kiện biên của vectơ H

  rotHd S

  jd S

 d S

∫

 ∂ D ∂ t

 Vì D

Xuất phát từ phương trình (1.3) ta lấy tích phân theo mặt S:

 d S .

S .

  ∂ D =  ∂ t

*   

 ∂ D ∫ ∂ t   jd S

biến thiên liên tục trên mặt S nên:

Và

∫

  H dl .

  Hdl

trong đó I là cường độ dòng điện dẫn đi qua mặt S.

  H dl 1

  H dl 2

∫

)

(

∫

L 1

L 2

L doc

= −

* H L .t 1

 ∫   dl H 1

t 1

Áp dụng định lý Stockes cho vế trái:   rotHd S =

∫

L 1

* = .t H L 2

  dl H 2

∫

L 2

  Hdl

− H L H L .

S .

* t 2

* t 1

∫

L doc

  ∂ D = +  I ∂ t

*   

Suy ra

S .

  Hdl

∫

docL

  ∂ D  ∂ t

*   

−

H L H L I

* t 2

* t 1

→0 và →0 nên Khi LRdọc R→ 0 thì

trong đó IRmR là cường độ dòng điện mặt chảy qua đoạn L.

* 1tH ,

2tH tiến tới giới hạn HR1tR, HR2tR lấy tại

Khi L → 0, S co về M thì

−

= i

t 1

điểm M. Do đó:

 là thành phần theo pháp tuyến N

I m L

Với của vectơ mật độ dòng

 điện mặt i

tại điểm M trên mặt phân cách.

t 1

Khi không có dòng điện mặt:

Vậy thành phần tiếp tuyến của vectơ cường độ từ trường biến thiên liên

tục qua mặt phân cách hai môi trường trong trường hợp không có phân bố

dòng điện mặt trên mặt phân cách.

1.3.Ánh sáng phân cực

 , véctơ từ trường H

Ánh sáng là sóng điện từ, có độ dài sóng ngắn. Các sóng điện từ phát ra

 bởi các máy phát sóng có vectơ điện trường E

 . Đối với mắt, chỉ có thành phần của E

, véctơ vận

 tốc v

tác động lên tế bào thần kinh thị

 ( E

 , H

 , v

giác nên ta chỉ xét vectơ cường độ điện trường và gọi là vectơ chấn động sáng.

 , v

) lập thành một tam diện thuận. Ánh sáng là sóng ngang.

 Mặt phẳng ( E

) gọi là mặt phẳng dao động.

 Hình 1.4: Các thành phần E

 , H

 , v

của sóng điện từ lập thành tam diện thuận.

 Sóng ánh sáng có vectơ chấn động sáng E

1.3.1.Phân cực thẳng

chỉ phân bố theo một phương

xác định được gọi là ánh sáng phân cực hoàn toàn hay phân cực thẳng.

Nếu quan sát sóng ánh sáng tại một điểm cố định trên phương truyền

sóng (ví dụ trục z), ta có thể quan sát thấy đầu mũi tên vectơ dao động lên

xuống dọc theo một đường thẳng.

Hình 1.5: Ánh sáng phân cực thẳng.

1.3.2.Phân cực tròn

 Ánh sáng trong đó đầu mút vectơ E

chuyển động trên một đường tròn

gọi là ánh sáng phân cực tròn.

Nếu quan sát trên màn đặt tại một vị trí xác định theo hướng nhìn về

nguồn sáng (sóng truyền đến người quan sát), ta thấy đầu vectơ quay theo

chiều kim đồng hồ thì ánh sáng được gọi là phân cực tròn phải. Ngược lại thì

gọi là phân cực tròn trái.

Hình 1.6 : Ánh sáng phân cực tròn.

1.3.3.Phân cực elip

 Ánh sáng trong đó đầu mút vectơ E

chuyển động trên một đường elip gọi

là ánh sáng phân cực elip.

Hình 1.7: Ánh sáng phân cực elip.

 Ánh sáng tự nhiên là ánh sáng có vectơ điện E

1.3.4.Ánh sáng tự nhiên

hướng theo tất cả mọi

phương thẳng góc với phương truyền của tia sáng, không có một phương dao

động nào được ưu tiên hơn phương dao động khác (vì trong quá trình phát

sóng, các hạt độc lập với nhau).

Tất cả các nguồn sáng trong tự nhiên (trừ nguồn Laser phát ánh sáng

phân cực thẳng) đều phát ra ánh sáng tự nhiên.

Hình 1.8: Ánh sáng tự nhiên.

1.4.Định luật Malus

1.4.1.Hiện tượng phân cực ánh sáng khi truyền qua bản Tuamalin

Thí nghiệm:

Lấy từ tinh thể Tuamalin (còn gọi là đá nhiệt điện, một loại tinh thể thiên

nhiên) một bản TR1R có hai mặt song song với một trong hai phương ưu tiên của

tinh thể, gọi là trục quang học.

- Cho chùm tia sáng song song hẹp qua bản, theo phương vuông góc với mặt

bản và đặt mắt đón chùm tia ló. Quay bản TR1R theo chiều mũi tên quanh

phương truyền SA của chùm sáng, ta không nhận thấy một sự thay đổi nào

của tia ló.

Hình 1.9: Thí nghiệm phân cực ánh sáng qua các bản Tuamalin.

- Cố định TR1R, cho tia ló qua tiếp một bản Tuamalin TR2R hoàn toàn giống

bản TR1. RKhi xoay bản TR2R xung quanh phương truyền của tia sáng, cường độ tia

ló thay đổi tuần hoàn. Khi trục chính của hai bản Tuamalin này song song với

nhau (TR1R // TR2R) thì cường độ tia ló là cực đại. Khi trục chính của chúng vuông

góc với nhau (TR1R ⊥ TR2R) thì cường độ tia ló bằng không.

Nhận xét:

Trước khi qua bản TR1R, ánh sáng có tính đối xứng tròn xoay quanh phương

truyền của nó. Sau bản TR1R tính đối xứng tròn xoay đã bị mất, chính do bản TR1R

gây ra. Ánh sáng sau bản TR1R đã bị phân cực. Ta gọi chùm tia sáng ra khỏi bản

TR1R là chùm phân cực. Bản TR1R gây ra sự phân cực ấy gọi là kính phân cực, bản

TR2R dùng để nhận biết chùm sáng phân cực gọi là kính phân tích. Hai bản T R1R và

TR2R hoàn toàn giống nhau, nên nếu chiếu ánh sáng theo chiều ngược lại thì bản

TR2R trở thành kính phân cực, bản TR1R trở thành kính phân tích.

Giải thích:

Ánh sáng tới là sóng ngang có phương dao động vuông góc với phương

truyền. Ánh sáng phát ra từ nguồn là ánh sáng tự nhiên, không có phương dao

động nào ưu tiên.

Bản Tourmaline chỉ truyền qua những chấn động sáng có phương dao

động song song với trục quang học của tinh thể. Ánh sáng truyền qua bản TR1R

có phương dao động xác định, đó là ánh sáng phân cực. Khi bản TR2R đặt sao cho

trục quang học của nó vuông góc với phương dao động ưu tiên này thì sẽ

không còn quan sát thấy ánh sáng sau bản TR2R nữa.

1.4.2.Định luật Malus

P E

O S

Ecosθ

Hình 1.10: Hình ảnh thể hiện định luật Malus về phân cực ánh sáng.

Chiếu chùm ánh sáng tự nhiên đến kính phân cực P, chùm ánh sáng ló là

phân cực thẳng có véctơ chấn động sáng OP trùng mặt phẳng chính của kính

phân cực P. Hứng chùm tia sáng qua kính phân tích A, mặt phẳng chính của A

hợp với OP một góc θ.

Nếu E là dao động sáng sau khi qua kính phân cực P thì chỉ có thành

phần Ecosθ song song với quang trục A mới truyền được qua kính phân tích

tới đầu đo quang, còn thành phần vuông góc với quang trục A sẽ bị cản lại.

Vì cường độ sáng tỷ lệ thuận với bình phương biên độ véctơ sóng ánh

= Iθ ( )

cos

sáng nên cường độ sáng sau khi qua A là:

Trong đó: IR0 R: cường độ ánh sáng tới.

θ : góc hợp bởi mặt phẳng dao động của ánh sáng tới trên

kính phân tích và mặt phẳng chính của kính lọc này.

I : cường độ ánh sáng ứng với góc θ.

Nhận xét:

o P thì cos θ = 1: cường độ sáng sau bảng kính phân tích đạt cực - Nếu θ = 0P

Khi quay kính phân tích A:

o P thì cos θ = 1: cường độ sáng sau bảng kính phân tích đạt - Nếu θ = 90P

đại IRmax R= IRoR.

cực tiểu IRmin R= 0.

1.5.Hiện tượng phân cực do phản xạ

Khi ánh sáng phản xạ trên các môi trường điện môi nói chung đều bị

phân cực một phần. Người đầu tiên phát hiện hiệu ứng này là E’tienne Malus

(1808) khi quan sát hiện tượng khúc xạ kép của tinh thể calcite bằng ánh sáng

phản xạ trên cửa kính.

1.5.1.Thí nghiệm Malus

Hình 1.11: Thí nghiệm Malus về sự phân cực ánh sáng do phản xạ.

’ Hai gương (M), (MP

P) được bôi đen ở mặt sau.

UDụng cụ:

Nguồn sáng. -

UThí nghiệm:

- Màn ảnh E.

0 tới i = 57P

P. Mặt sau của gương được bôi đen để loại trừ tia phản chiếu ở mặt

Chiếu một chùm tia sáng tự nhiên hẹp lên một tấm thuỷ tinh M dưới góc

’ chùm tia phản chiếu lên một gương MP

’ P giống hệt gương M và cũng với góc iP

0 = 57P

’ P. Tia phản chiếu cuối cùng trên MP

P được hứng trên một màn ảnh E.

’ Quan sát cường độ tia phản xạ IP

’ PR trên màn E khi quay gương (MP

P) quanh

’ tia tới I IP

sau của gương. Ánh sáng khi tới mặt trước của gương M sẽ phản chiếu. Hứng

0 - Khi quay gương M xung quanh tia tới SI và vẫn giữ góc tới i = 57P

’ → cường độ sáng của tia phản xạ I IP

P không thay đổi.

’ P xung quanh tia tới I IP

P và vẫn giữ

’ - Để yên gương M và quay gương MP

’ góc tới iP

0 P = 57P

’ P → cường độ chùm tia phản chiếu IP

PR trải qua những cực đại và

UKết quả:

’ + Khi hai mặt phẳng tới (SII’) và (IIP

PR) song song: cường độ tia phản

’ chiếu IP

PR cực đại, vệt sáng trên màn E sáng nhất ở hai vị trí A R1R và

những cực tiểu triệt tiêu.

AR3R.

’ IP

PR triệt tiêu, ứng với hai vị trí AR2R và AR4R.

0 - Nếu góc tới khác 57P

’ P thì tại các vị trí A R2R và AR4R, cường độ của tia IP

+ Khi hai mặt phẳng tới này thẳng góc với nhau: cường độ chùm tia

chỉ cực tiểu (tại A R2R và AR4R là tối nhất) chứ không triệt tiêu.

UGiải thích:

’ này không làm thay đổi cường độ của chùm tia phản xạ IIP

P không còn tính đối xứng

’ - Sau khi phản xạ trên gương M, chùm tia IIP

- Chùm tia tới SI là ánh sáng tự nhiên. Khi quay gương M thì sự quay

 của vectơ E

’ khi quay gương MP

’ P sẽ ảnh hưởng tới cường độ của chùm tia IP

PR, có những vị trí để

như chùm tia tới SI, mà lúc này là ánh sáng phân cực thẳng. Nên

’ P, chùm tia IIP

P là ánh sáng phân cực một phần. Khi

0 - Nếu góc tới i ≠ 57P

’ quay gương MP

’ P, có phương làm cường độ IP

PR cực tiểu nhưng không triệt tiêu.

tia phản xạ cực đại và những vị trí khác làm ánh sáng phản xạ triệt tiêu.

UKết luận:

- Hiện tượng tia sáng phân cực sau khi phản xạ tại mặt phân cách hai

môi trường gọi là sự phân cực ánh sáng do phản xạ.

- Gương M biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực: kính phân

P cho biết ánh sáng tới là ánh sáng phân cực: kính phân tích.

’ - Gương MP

cực.

1.5.2.Định luật Brewster

Bằng thực nghiệm, nhà vật lý David Brewster (1781-1868) đã phát biểu

định luật mang tên ông:

Khi có sự phản xạ từ môi trường chiết suất nR1R trên môi trường chiết

suất nR2R. Để tia phản xạ là ánh sáng phân cực thẳng thì góc tới phải thỏa

tgi

n 2 n 1

mãn điều kiện:

(với iRBR là góc tới Brewster)

Hình 1.12: Hình ảnh thể hiện định luật Brewster về phân cực ánh sáng.

UHệ quả:

sin

i B

r B

n 1

n 2

sin

cos

Theo định luật khúc xạ ánh sáng:

tgi B

n 1

i B

n 2

i B

n 2 n 1

sin

(do ) Mà

i B

r B

Suy ra cos

i B

− r B

π 2

Hay

Trong trường hợp này tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau.

UĐối với thí nghiệm Malus:

1.5

Ta có không khí nR1R = 1, thủy tinh nR2R = 1.5

tgi = B

1.5 1

0 Suy ra iRBR ≅ 57P

Nên

Lúc này ánh sáng phản xạ phân cực thẳng.

1.6.Các phương trình Fresnel

Khi cho ánh sáng chiếu vào bề mặt kính phẳng, nó sẽ bị phản xạ ở góc

lớn hay bé là phụ thuộc vào góc tới. Công thức Fresnel có thể nhận được nếu

ta cho rằng ánh sáng là sóng điện từ và áp dụng được các phương trình

Maxwell.

Xét sóng điện từ phân cực thẳng tới một mặt phẳng phân cách 2 môi

trường có chiết suất nR1R và nR2R (giả sử nR2 R> nR1R).

Gọi ε và µ, ε’ và µ’ lần lượt là hằng số điện môi và độ từ thẩm của môi

trường 1 và môi trường 2.

nằm trong mặt phẳng tới

 1.6.1.Véctơ cường độ điện trường E

p ⊥

t ⊥

k ⊥ lần lượt là các trị số cực đại của điện trường

p , E H E H E H / /

k / /

t / /

Gọi

và từ trường ứng với sóng tới, sóng phản xạ và sóng khúc xạ.

Hình 1.13: Ánh sáng tới có vectơ cường độ điện trường nằm trong

mặt phẳng tới.

cos

− i E

= i E

Điều kiện biên:

t / /

p / /

k / /

(6.1)

t ⊥

p ⊥

k ⊥

(6.2)

t / /

ε µ⊥ = 1

⊥ =

p / /

ε 1 µ 1

⊥ =

k / /

ε 2 µ 2

Theo lý thuyết về sóng điện từ:

Thế vào (6.2):

t / /

p / /

k / /

(

)

+ = E E E ε 1 µ 1 ε 2 µ 2

µ 0 ε 0

t / /

p / /

k / /

Nhân 2 vế phương trình cho ta được:

(

)

µε 0 1 εµ 0 1

µε 0 2 εµ 0 2

(6.3)

n 1

c v 1

εµ 1 1 εµ 0 0

Chiết suất của một môi trường là:

1 εµ 1 1

1 εµ 0 0

) (do và 1 v

= , suy ra

n 1

ε 1 ε 0

µ 1 µ 0

= và 1

Với các môi trường trong suốt, ta có:

n 2

ε 2 ε 0

µ 2 µ 0

Tương tự ta cũng có

n E 1

t / /

n E 1

p / /

n E 2

k / /

Thế vào phương trình (6.3), ta được:

t / /

p / /

k / /

sin sin

i r

n 2 n 1

=> (6.4)

−

Từ phương trình (6.1) suy ra:

t / /

p / /

k / /

cos cos

r i

(6.5)

t / /

k / /

r i

i r

cos cos

sin sin

  

  

r cos .sin

i sin .cos

Giải (6.4) và (6.5):

t / /

k / /

+ r cos .sin i

+ r sin 2 2 cos .sin i

s in2 r

−

i sin(

)

t / /

k / /

+ ).cos( i cos .sin r i

Hay

k / /

t / /

−

r i 2 cos .sin + i i ).cos( sin(

)

Vậy = E

pE :

/ /

i sin(

)

−

p / /

k / /

i r

r i

sin sin

cos cos

− i ).cos( r i cos .sin

  

  

Giải tương tự ta tìm được

p / /

− +

r r

t tg i ( / / tg i (

) )

kE ,

pE theo

tE ở trên được gọi là công thức Fresnel đối

Suy ra:

/ /

Công thức tính

 với trường hợp véctơ cường độ điện trường E

nằm trong mặt phẳng tới.

1.6.2.Véctơ cường độ điện trường thẳng góc với mặt phẳng tới

p , E H E H E H ⊥

t ⊥

k ⊥

p / /

t / /

k / /

Gọi lần lượt là các trị số cực đại của điện trường

và từ trường ứng với sóng tới, sóng phản chiếu và sóng khúc xạ.

Hình 1.14: Ánh sáng tới có vectơ cường độ điện trường vuông góc với

mặt phẳng tới.

Điều kiện biên:

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

−

= −

cos

+ i H

cos

(6.6)

t / /

p / /

k / /

(6.7)

t / /

ε 1 E µ ⊥

p / /

ε 1 E µ ⊥

k / /

ε 2 E µ ⊥

Theo lý thuyết về sóng điện từ:

Thế vào phương trình (6.7):

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

− + = − ( ) cos cos r i ε 1 µ 1 ε 2 µ 2

µ 0 ε 0

−

= −

(

)

Nhân 2 vế phương trình cho ta được:

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

r i

cos cos

µε 0 1 εµ 0 1

µε 0 2 εµ 0 2

(6.8)

n 1

c v 1

εµ 1 1 εµ 0 0

Chiết suất của một môi trường là:

1 εµ 1 1

1 εµ 0 0

) (do và 1 v

= , suy ra

n 1

ε 1 ε 0

µ 1 µ 0

Với các môi trường trong suốt, ta có:

= và 1

n 2

ε 2 ε 0

µ 2 µ 0

Tương tự ta cũng có .

−

= −

(

)

t E ⊥

p E ⊥

n 1

k n E ⊥ 2

cos cos

r i

Thế vào (6.8) ta được:

−

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

cos cos

r i

n 2 n 1

Hay

sin sin

i r

n 2 n 1

−

Theo định luật khúc xạ ánh sáng :

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

i sin cos r sin cos

r i

(6.9) Suy ra

t E ⊥

p E ⊥

k E ⊥

Viết lại phương trình (6.6):

Giải hệ phương trình gồm 2 phương trình (6.6) và (6.9).

t E ⊥

k E ⊥

sin cos i r sin cos

r i

 + 1 

  

r sin cos

Cộng (6.6) và (6.9) theo vế ta được:

t E ⊥

k E ⊥

i sin cos i

) i

+ i r sin cos

+ i r sin( r sin cos

  

  

t E ⊥

k E ⊥

+ r i sin( cos sin i

) r

Hay

k E ⊥

t E ⊥

r i 2 cos sin r i ) sin(

Suy ra

kE⊥ vào phương trình (6.6) ta được:

−

p E ⊥

k E ⊥

t E ⊥

2 cos sin r i ) sin( r i

  

  

i cos sin

p E ⊥

t E ⊥

− +

− sin cos r i + i sin( )

sin( r i sin(

i r

) )

  

  

Thế

= −

p E ⊥

t E ⊥

− +

r r

) )

sin( i sin( i

Suy ra

kE ,

pE theo

tE ở trên được gọi là công thức Fresnel đối

/ /

Công thức tính

 với trường hợp véctơ cường độ điện trường E

vuông góc với mặt phẳng tới.

1.7.Hệ số phản xạ - Hệ số truyền qua

Gọi IRtR, IRpR là cường độ ánh sáng tới và ánh sáng phản xạ.

Hệ số phản xạ:

I k I

Hệ số truyền qua:

1.7.1.Trường hợp ánh sáng phân cực thẳng

 Vectơ cường độ điện trường E

vuông góc với mặt phẳng tới:

R ⊥

− +

r r

( (

) 2 )

2 i sin ( 2 i sin (

) )

p E ⊥ t E ⊥

- Hệ số phản xạ:

−

cos

R ⊥

− +

cos sin i cos sin i

r r

sin cos i sin cos i

r r

  

  

cos

    

  =   

sin sin sin sin

i r i r

Viết theo góc tới i:

cos

− i n

− 1 sin

R ⊥

cos cos

− i n + i n

cos cos

r r

  

  

cos

+ i n

− 1 sin

 =   

   

−

cos

sin

R ⊥

(Với n là chiết suất tỉ đối của môi trường tới và môi trường khúc xạ)

−

cos

sin

 =   

   

Vậy

T ⊥

( (

) )

)

I k I

.sin 4 cos i 2 + sin ( r i

- Hệ số truyền qua:

k E ⊥ t E ⊥  Vectơ cường độ điện trường E

nằm trong mặt phẳng tới:

R / /

− +

r r

( (

) )

2 tg i ( 2 tg i (

) )

p E / / t E / /

- Hệ số phản xạ:

Viết theo góc tới:

cos

− i n

− 1 sin

R / /

− +

n n

cos cos

i i

cos cos

r r

  

  

cos

+ i n

− 1 sin

 =   

   

−

cos

sin

R / /

−

cos

sin

 =   

   

T / /

−

I k I

E E

( (

) )

4 cos 2 + r i sin (

r i .sin 2 i ).cos (

)

k / / t / /

- Hệ số truyền qua:

1.7.2.Trường hợp ánh sáng tự nhiên

Ánh sáng tự nhiên gồm các sóng phân cực thẳng phân bố theo tất cả mọi

phương thẳng góc với tia sáng. Mỗi sóng được coi là gồm hai thành phần song

song và thẳng góc với mặt phẳng tới. Do tính đối xứng của ánh sáng tự nhiên

nên tổng số của mỗi thành phần theo các phương là bằng nhau.

+ +

) )

( (

) 2 )

( 1 2 (

) )

( 1 2 (

) 2 )

p E ⊥ t E ⊥

p E ( / / t E ( / /

p E / / t E / /

Hệ số phản xạ:

E⊥=

t / /

) (do

− +

1 2

2 tg i ( 2 tg i (

r r

) )

2 i 1 sin ( 2 i 2 sin (

r r

) )

(*)

P :

0 Góc tới Brewster i + r = 90P

1.7.3.Nhận xét

Số hạng thứ nhất của công thức (*) triệt tiêu, nghĩa là ánh sáng phản xạ

pE , hay ánh sáng phản xạ phân cực thẳng chỉ có thành

/ /

không có thành phần

pE⊥ .

sin

phần

n 1

i B

n 2

Ta có:

0 iRB R+ r = 90P

−

sin

sin(90

)

cos

Mà

i B

n 1

n 2

tgi B

n 2 n 1

Suy ra

Ta tìm lại được định luật Brewster trong trường hợp tổng quát.

P thì:

0 Nếu i = 90P

= 1

R⊥=

R / /

1R =

Ánh sáng tới lướt trên mặt lưỡng chất, ánh sáng phản xạ có thành phần

vectơ cường độ điện trường theo các phương bằng với lúc đầu, hay ánh sáng

phản xạ hoàn toàn giống với ánh sáng tới.

Nếu góc tới khác góc Brewster:

E⊥=

, ánh sáng phản xạ gồm 2 thành phần Đối với ánh sáng tự nhiên / / E

= −

p E ⊥

t E ⊥

− +

i sin( i sin(

r r

) )

p / /

− +

r r

t tg i ( / / tg i (

) )

vectơ điện trường vuông góc nhau:

p / /

+ −

I I

r r

2 i cos ( 2 i cos (

) )

p / / p ⊥

p E ⊥

( (

) )

Tỉ số cường độ sáng của hai dao động thành phần là:

I ⊥<

p / /

Suy ra

Vậy trong ánh sáng phản xạ, không còn sự đối xứng như trong ánh sáng

tự nhiên mà dao động thẳng góc với mặt phẳng tới được ưu đãi hơn. Ta có sự

P và môi trường thứ nhất là không khí thì n = nR2R và hệ số

phân cực một phần. 0 Nếu i = 0P

phản xạ là:

R =  1 1 − n + n   

Với môi trường khúc xạ là thủy tinh n = 1.5 thì R = 4%. Nghĩa là trong sự

phản xạ thẳng góc trên bề mặt thủy tinh chỉ có 4% ánh sáng phản xạ trở lại.

Hình 1.15: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số phản xạ theo góc tới.

1.8.Độ phân cực

Để đánh giá trạng thái phân cực người ta đưa ra định nghĩa độ phân cực

− +

I I

I 1 I 1

của một chùm tia sáng như sau:

Với:

IR1R là cường độ ứng với thành phần song song với mặt phẳng tới.

IR2R là cường độ ứng với thành phần vuông góc với mặt phẳng tới.

−

p ⊥

p / /

Suy ra 0 ≤ δ ≤ 1

I I

⊥ +

p / /

Với chùm tia sáng phản xạ, ta có:

UNhận xét:

0 i = 0P

0 P, r = 0P

• Chùm tia tới thẳng góc với mặt lưỡng chất:

⊥ =

p / /

=> δ = 0: ánh sáng phản xạ là ánh sáng tự

nhiên.

• Tia tới lướt trên mặt lưỡng chất:

0 i = 90P P, r = rRghR,

⊥ =

p / /

=> δ = 0: ánh sáng phản xạ là ánh sáng tự

nhiên.

• Tia tới đến mặt lưỡng chất dưới góc tới Brewster:

pI = => δ = 1: ánh sáng phản xạ phân

0 i = iRBR, r = rRBR, iRBR + rRBR =90P

/ /

cực toàn phần.

CHƯƠNG II: DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

2.1.Đèn Laser khí He – Ne

2.1.1.Sơ lược về Laser

UCơ sở lý thuyết của Laser:

Cơ sở lý thuyết của Laser là giả thuyết được Einstein phát biểu năm 1917

để dẫn ra công thức bức xạ của Planck: bức xạ ánh sáng có thể phát ra do sự

kích thích của các lượng tử ánh sáng từ bên ngoài có năng lượng tương ứng

với hiệu năng lượng giữa hai trạng thái được kích thích và trạng thái ban đầu.

Xét nguyên tử chỉ có hai trạng thái năng lượng ER1R và ER2R, có 3 cách làm

cho nguyên tử chuyển từ trạng thái này sang trạng thái kia:

Hấp thụ hν E2 E2-E1=hν

hν Bức xạ tự phát

Bức xạ cảm ứng hν hν hν

Hình 2.1: Sự hấp thụ và phát xạ photon của nguyên tử.

- Hấp thụ xảy ra khi năng lượng hν của photon tới đúng bằng hiệu hai mức

năng lượng: ER2R – ER1R = hν. Lúc này nguyên tử sẽ chuyển lên trạng thái có

mức năng lượng cao hơn ER2R.

Bức xạ tự phát: Sau thời gian tồn tại trung bình τ, nguyên tử được kích -

thích sẽ trở về trạng thái cơ bản, đồng thời phát ra một photon hν.

Bức xạ cảm ứng: Khi có sự tương tác của một photon hν với nguyên tử -

được kích thích, sẽ có một photon hν được trao cho trường bức xạ và

nguyên tử trở về trạng thái cơ bản. Do sự tương tác này đã sinh ra hai

photon có cùng tần số, được truyền trong cùng một hướng dưới dạng sóng.

Hay nói cách khác, hai sóng tạo thành có cùng tần số, cùng pha. Vậy bức

xạ cảm ứng có sự kết hợp cao.

 Phân biệt sự bức xạ tự phát và bức xạ cảm ứng của các nguyên tử:

+ Bức xạ cảm ứng: hai sóng điện từ tạo thành có sự kết hợp, cùng tần số,

cùng pha và hướng chuyển động, cũng như sự phân cực.

+ Bức xạ tự phát: xảy ra khi không có sự tương tác giữa nguyên tử và

trường bức xạ bên ngoài nên bức xạ tự phát không kết hợp, có tính hỗn độn

của các quá trình ngẫu nhiên.

UNguyên tắc tạo ra sự đảo mật độ hạt của laser:

Đối với trạng thái cân bằng nhiệt động lực, các nguyên tử ở trạng thái cơ

bản nhiều hơn trạng thái kích thích nên sự hấp thụ bức xạ sẽ chiếm ưu thế hơn

bức xạ cảm ứng. Như vậy, để có sự bức xạ cảm ứng và khuếch đại thì cần phải

tạo ra trạng thái không cân bằng của hệ các nguyên tử, trong đó trạng thái năng

lượng cao phải đông dân cư hơn trạng thái năng lượng thấp.

Phương pháp thông dụng để tạo ra sự đảo mật độ của môi trường Laser là

bơm năng lượng. Người ta có thể thực hiện quá trình bơm năng lượng bằng

phương pháp quang học, phương pháp điện và các phương pháp khác. Trong

môi trường có sự đảo mật độ hạt, bức xạ cảm ứng trội hơn sự hấp thụ và do đó

chùm ánh sáng truyền qua môi trường sẽ được khuyếch đại. Môi trường này

gọi là môi trường hoạt tính.

UNguyên tắc cấu tạo và hoạt động của Laser:

Thiết bị Laser gồm 3 thành phần chính:

- Môi trường hoạt tính: chất khí, lỏng hay thỏi chất rắn.

- Nguồn bơm: là nguồn năng lượng phát xạ mạnh.

Buồng cộng hưởng: là hệ hai gương đặt ở hai đầu của khối hoạt chất. -

Khoảng cách giữa hai gương thoả mãn điều kiện cộng hưởng quang học.

Hình 2.2: Cấu tạo của Laser.

Nguồn bơm cung cấp năng lượng cho môi trường hoạt tính tạo ra sự đảo

mật độ hạt. Khi chiếu sóng ánh sáng có năng lượng thích hợp vào môi trường

này thì xảy ra sự bức xạ cảm ứng. Như vậy sóng điện từ hay ánh sáng này đã

được khuyếch đại. Để tăng sự khuyếch đại người ta đặt môi trường hoạt tính

trong buồng cộng hưởng. Sóng ánh sáng sẽ được phản xạ nhiều lần qua môi

trường hoạt tính đó và được khuyếch đại lên. Ánh sáng Laser phát theo một

chùm hẹp (song song), có cường độ rất lớn và tính đơn sắc cao.

UPhân loại:

Laser được phân loại tuỳ theo môi trường hoạt tính:

Laser rắn. -

Laser lỏng. -

Laser khí. -

Laser bán dẫn. -

2.1.2.Laser khí He – Ne

Gồm hai khí He và Ne với tỉ lệ 80%-20%, trong đó Ne là chất chính, He

chỉ đóng vai trò chất mồi. Việc bơm năng lượng được thực hiện bằng cách cho

phóng điện qua hỗn hợp khí tạo ra các ion và electron tự do. Các ion và

electron thường xuyên va chạm với các nguyên tử He làm nó chuyển lên mức

ER4R với ER4R – ER1R = 19,81eV và chuyển năng lượng cho các nguyên tử Ne đang ở

mức cơ bản.

* * P rớt từ ER4R P sang Ne, các nguyên tử NeP Sau sự chuyển năng lượng từ NeP

xuống ER3R rồi ER2R và phát ra ánh sáng màu đỏ hơi cam có λ = 6328 Å. Laser He

– Ne là laser liên tục nhưng công suất của nó yếu, chỉ vài mW.

Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động của đèn Laser khí He – Ne.

Đèn laser khí He – Ne sử dụng trong bài thí nghiệm:

– Hình 2.4: Đèn Laser khí He Ne.

2.1.3.Thanh quang học

Là dụng cụ dùng cố định các dụng cụ quang học đồng trục với nhau.

Trên thanh quang học có thước đo để xác định khoảng cách của các dụng cụ.

Hình 2.5: Thanh quang học.

2.2.Kính phân cực:

Chỉ cho thành phần phân cực của ánh sáng tới có phương song song với trục

quang học đi qua. Có thể thay đổi phương của trục quang học bằng thanh quay trên

kính.Phía trên kính phân cực có thước đo góc giúp xác định số đo góc khi quay trục

quang học.

Trục quang học

Hình 2.6: Kính phân cực.

2.3.Photo diode:

Hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode là một miếng thủy tinh để ánh

sáng chiếu vào mối p-n, dòng điện ngược qua diode tỉ lệ với cường độ ánh sáng

chiếu vào diode.

Hình 2.7: Photo diode.

2.4.Đồng hồ điện tử:

Dùng để đo hiệu điện thế của photo diode.

Hình 2.8: Đồng hồ điện tử.

Lăng kính:

Làm bằng flint có chiết suất n = 1,5 . Dùng để phản xạ chùm sáng đến lăng kính.

Hai mặt bên của lăng kính có dán giấy đen để ngăn cản sự phản xạ ở 2 thành

kính phía sau, màu đen sẽ hấp thụ ánh sáng truyền qua.

Hình 2.9: Lăng kính, giá đỡ lăng kính, bộ nối chia gốc.

2.5.Giá đỡ lăng kính.

2.6.Bộ nối có chia gốc.

CHƯƠNG III: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT

MALUS

3.1.Lắp đặt dụng cụ:

Lắp đặt lần lượt các thiết bị trên giá quang học theo thứ tự từ trái sang phải

như hình:

Hình 3.1: Sơ đồ lắp ráp thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus.

- Đèn Laser khí He – Ne.

- Kính phân cực.

- Kính phân tích.

- Photo diode được nối với đồng hồ điện tử.

Chú ý:

- Thí nghiệm được tiến hành trong phòng tối.

- Các thiết bị phải đặt đồng trục với nhau và vuông góc với trục quang học.

3.2.Tiến hành thí nghiệm:

- Cắm đèn Laser vào nguồn điện 220V và bật công tắc nguồn điện. Sau

khoảng 5 phút đèn sẽ sáng ổn định.

- Sử dụng các vít vặn trên giá đỡ để điều chỉnh độ cao của đèn, kính phân cực,

0 Pvà kính phân tích ở vị trí 90P

0 - Đặt kính phân cực ở vị trí 0P

kính phân tích và photo diode.

- Cắm các dây đo của đồng hồ đo với 2 đầu của photo diode nhờ các lỗ cắm

phía sau.

0 Comp để chọn giá trị U = 0 khi θ = 90P

P (với θ là góc hợp bởi hai trục quang

- Bật công tắc đồng hồ đo: gạt cần ở nút Reset lên giá trị đo V. Nhấn nút Auto

0 P, ... đến P, 80P

0 - Sau khi đèn sáng ổn định, ta thay đổi vị trí kính phân tích từ 90P

0 0P

P. Đọc các giá trị U tương ứng và ghi vào bảng kết quả. Lấy giá trị U ít nhất

học của kính phân cực và kính phân tích).

là 3 lần đối với θ khác nhau.

3.3.Xử lí số liệu – sai số:

3.3.1Xử lí số liệu:

0 tại góc θ = 0P

P thì ta có:

cos

U θ U

I I

Khi URθR là hiệu điện thế đo được tại góc θ và UR0R là hiệu điện thế đo được

Hiệu điện thế đo được tỉ lệ với cường độ sáng chảy qua kính phân tích và

U θ= U 0

Pθ = f(θ) và thực nghiệm

2 a/ Vẽ trên cùng đồ thị 2 hàm: lý thuyết cosP

θ = ( )

là hệ số truyền ánh sáng.

U θ U

(cos

θ = )

P θ:

. Từ đó nhận xét kết quả trên đồ thị giữa lý thuyết và thực nghiệm.

2 b/ Vẽ đồ thị liên hệ giữa hệ số truyền vào cosP

U θ U

0  Sai số dụng cụ: + Kính phân cực và kính phân tích: ΔθRdcR = 2,5P

3.3.2.Xử lý sai số:

P V.

-3 + Đồng hồ điện tử: ΔURdcR = 0,005 x 10P

Sai số phép đo: ΔU = ΔURdcR + U∆

 Sai số tương đối:

0 (với UR0R: hiệu điện thế đo được khi θ = 0P

U U

−

Ta có:

−



df f

dU U

∆



∆ f f

U U

.100%



∆ f f



∆

∆ = f

U U

  

  

 Sai số tuyệt đối:

= ± ∆

Vậy: f

2 Đặt x = cosP

Pθ

θ 2 ln(cos )

Lưu ý: Sai số Δ(cos2θ) dùng vẽ đồ thị 2 được tính như sau:

 ln

θ θ sin . d θ cos

dx x

− =  2. 

  

2 tan .

∆ θ θ



∆ x x

∆ = x

2 .tan .

∆ x θ θ



∆

(cos

θ )

2 cos

∆ θ θ θ .tan .



∆

(cos

θ )

s in(2 ).



∆ θ θ

∆ = ∆

2,5.

rad



θ θ dc

π 180

Với

3.4.Kết quả thí nghiệm:

Bảng 3.1: Bảng giá trị của hệ số truyền tương ứng với các góc tới khác nhau thu được từ thực nghiệm.

-3

P V)

U∆

U ( x 10P

f∆

Góc θ ( x ε (%) ( x 10P

-3 P

U θ= U 0

(độ) 10P

-3 P

Lần 1 Lần 2 Lần 3 V) V)

1.45 1.43 0.009 0.0139 1.95 0 1.43 1.437 1.0000

1.41 1.35 0.030 0.0283 3.49 10 1.41 1.390 0.9673

1.24 1.21 0.015 0.0171 2.61 20 1.22 1.223 0.8511

1.04 1.05 0.005 0.0093 1.93 30 1.06 1.050 0.7307

0.9 0.8 0.050 0.0394 7.85 40 0.7 0.800 0.5567

0.56 0.58 0.010 0.0104 3.59 50 0.58 0.573 0.3987

0.35 0.33 0.010 0.0093 5.3 60 0.36 0.347 0.2415

0.16 0.15 0.008 0.0071 8.91 70 0.18 0.163 0.1134

0.05 0.05 0.003 0.0030 18.04 80 0.04 0.047 0.0327

0 0 0 0 0 0 90 0 0

Hình 3.2: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hệ số truyền f vào góc θ.

P θ.

2 Hình 3.3: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hệ số truyền f vào cosP

3.5.Nhận xét

2 Hình 3.2 có đường thực nghiệm là đường cong dạng y = cosP

Px, phù hợp

Dựa vào hình 3.2 và hình 3.3 ta thấy:

2 với đường cong lý thuyết f(θ)=cosP Pθ.

2 thị lý thuyết f(cosP

2 Pθ)=cosP

Pθ.

Hình 3.3 có đồ thị thực nghiệm là đường thẳng dạng y = x, phù hợp với đồ -

Vậy định luật Malus được nghiệm đúng.

Tuy nhiên có một số điểm có giá trị không thật sự chính xác với lý thuyết.

Nguyên nhân:

- Mạng điện dao động làm thông lượng sáng tới photo diode bị biến đổi, nên

các điểm này có ô sai số lớn.

- Ảnh hưởng bởi ánh sáng nền của môi trường lên phép đo (phòng không

thực sự tối).

- Góc quay không chính xác (thanh quay trên kính có kích thước lớn).

- Kính phân cực chế tạo không hoàn toàn như nhau tại tất cả các điểm trên

kính.

0 nên giá trị đo được ở 2 vị trí 0P

 Khó khăn trong quá trình làm thí nghiệm:

P của 2 kính không chênh lệch nhiều.

- Lúc ban đầu sử dụng đèn Halogen (ánh sáng tự nhiên) nhưng cường độ yếu 0 P và 90P

- Sau khi thay bằng đèn Laser em chuyển sang làm với trường hợp đo đạc,

tìm cách xử lý số liệu khác lúc đầu khi ánh sáng phân cực thẳng. Nhưng sau

nhiều lần đo cho thấy ánh sáng là phân cực elip  Chuyển hướng sang đo

đạc và xử lí số liệu khác với 2 lần đầu đã làm.

- Vì phòng không thực sự tối nên cường độ ánh sáng nền làm ảnh hưởng đến

kết quả đo (U thay đổi liên tục trong mỗi lần đo)  Khắc phục: Làm thùng

che chắn thí nghiệm nhưng chỉ che được một phần dụng cụ.

3.6.Đề xuất

Để số liệu đo được chính xác hơn và việc đọc giá trị hiệu điện thế được đơn giản

hơn (hiệu điện thế không biến đổi liên tục trong khi đo), em có các đề xuất sau:

- Nên sử dụng các ống bao quanh đường đi của chùm sáng để ánh sáng bên

ngoài không ảnh hưởng đến kết quả đo.

- Có thể mở rộng thí nghiệm trên với 3 kính phân cực và kiểm tra xem kết quả

đo có còn phù hợp với định luật Malus không. Cụ thể: Đặt thêm kính phân

cực 2 vào giữa kính phân cực 1 và kính phân tích lúc đầu.

Gọi θR1R : góc giữa giữa hai trục quang học của hai kính phân cực 1 và 2.

θR2R : góc giữa hai trục quang học của kính phân cực 1 và kính phân tích.

2 2 IRθ2R = IR0R cosP P(θR2R - θR1R) P(θR1R) cosP

Lúc này định luật Malus phải sử dụng 2 lần để cho kết quả cuối cùng:

I θ= I

P và lắp đặt thí nghiệm như hình 3.4. Tiến hành thí

0 Ta lấy θR1R = 45P

. Cố định θR1R và quay kính phân tích để thay đổi θR2R. Lập tỉ số

nghiệm đo hệ số truyền rồi vẽ đồ thị. Đồ thị sẽ có dạng như hình 3.5.

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí ba kính phân cực trong thí nghiệm

kiểm chứng định luật Malus.

Hình 3.5: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hệ số truyền f vào góc θR2

trong trường hợp có ba kính phân cực.

CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT

BREWSTER

4.1Lắp đặt dụng cụ:

Lắp đặt lần lượt các thiết bị trên giá quang học theo thứ tự từ trái sang phải

như hình:

Hình 4.1: Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster.

- Đèn Laser khí He – Ne.

- Kính phân cực đặt khá xa laser để bảo vệ kính.

- Lắp lăng kính vào bộ chia góc.

- Photo diode di chuyển linh động, sao cho chùm tia phản xạ tại lăng kính chiếu

vuông góc tới photo diode.

Chú ý:

- Các thiết bị phải đặt đồng trục với nhau và vuông góc với trục quang học.

- Thí nghiệm được thực hiện trong phòng tối.

Cách lắp lăng kính vào bộ nối có chia gốc:

- Lắp bộ nối có chia góc vào một đầu của thanh quang học. Sau đó lắp giá đỡ và

0 - Khi bộ nối có chia gốc chỉ giá trị 0P

P, đặt lăng kính sao cho chùm sáng tới lăng

lăng kính.

kính sẽ phản xạ ngược trở lại. Chùm tia tới trong thí nghiệm được giữ cố định, ta

thay đổi góc tới bằng cách quay pháp tuyến một góc i so với vị trí ban đầu, góc i

đọc trên bộ nối chia gốc.

0 - Khi i = 0P

P thì tia sáng phản xạ ngược trở lại. 0 - Khi i ≈ 90P

P thì tia phản xạ lướt trên bề mặt lăng kính.

Lúc này lăng kính lắp đúng sẽ thỏa 2 điều kiện:

Dùng vít cố định chặt lăng kính, giá đỡ và bộ nối chia gốc.

Hình 4.2: Cách lắp lăng kính.

 Bài thí nghiệm nên sử dụng lăng kính để phản xạ hơn là dùng gương. Vì:

P: ánh sáng phản

0 không khí và thủy tinh. Ta sẽ tìm được với giá trị góc tới iRB R≈ 56P

Cường độ ánh sáng cần đo là của ánh sáng phản xạ trên bề mặt phân cách -

xạ phân cực hoàn toàn. Thỏa định luật Brewster.

1 2

Hình 4.3: Đường truyền của tia sáng qua bản hai mặt song song.

Nếu sử dụng gương, ánh sáng thu được là sự pha trộn của hai thành phần: phản

xạ trên mặt gương (tia 1) và sau khi phản xạ ở mặt trong (tia 2). Sự phân cực của  hai ánh sáng này là khác nhau (hai vectơ E không cùng hướng). Mặt khác, chùm

tia phản xạ 2 cùng phương với chùm tia phản xạ 1. Hai chùm tia cùng đến đầu

thu, điều này làm sai lệch kết quả đo.

- Khi sử dụng lăng kính thì ánh sáng cần phân tích chỉ có một lần phản xạ ở bề

mặt phân cách không khí và thủy tinh. Đó là do cấu tạo của lăng kính làm ánh

sáng khúc xạ đập vào các mặt bên và đã suy yếu khi ra ngoài không khí. Giấy

đen được dán sau lăng kính cũng nhằm mục đích ngăn cản phản xạ ở thành kính

phẳng phía sau, màu đen sẽ hấp thụ ánh sáng truyền qua.

Đồng thời chùm tia phản xạ mặt sau lăng kính khác phương với chùm tia phản

xạ mặt trước nên không đến được photo didoe.

4.2.Tiến hành thí nghiệm:

- Cắm đèn Laser vào nguồn điện 220V và bật công tắc nguồn điện. Sau khoảng

10 phút đèn sẽ sáng ổn định.

- Lắp lăng kính vào bộ nối có chia gốc.

- Sử dụng các vít vặn trên giá đỡ để điều chỉnh độ cao của đèn, kính phân cực,

lăng kính và photo diode.

Chú ý:

+ Thông lượng của đèn thay đổi trong thời gian đo nên mạch chính dao động.

Cần tiến hành khẩn trương đo đạc để lấy số liệu.

+ Giữ cho bề mặt lăng kính và kính phân cực luôn sạch. Khi cần có thể chùi

bằng giấy mềm và không chạm các ngón tay vào bề mặt kính.

+ Trong suốt quá trình làm thí nghiệm không thay đổi dụng cụ cũng như va

chạm các ốc điều chỉnh.

0 - Đặt kính phân cực ở góc 0P

4.2.1Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phẳng tới.

0 0U ⊥ khi i=0P

- Đặt photo diode giữa kính phân cực và lăng kính, đọc giá trị

- Tháo photo diode và đặt phía sau lăng kính để hứng chùm tia phản xạ.

0 - Quay lăng kính sao cho góc tới i = 15P

P. Di chuyển photo diode để hứng chùm

tia phản xạ chiếu vuông góc tới bề mặt photo diode. Đọc và ghi giá trị U trên đồng

0 - Tiếp tục tăng góc tới i lên 5P

0 P, lặp lại bước trên. Đọc và ghi giá P đến khi i = 85P

hồ.

trị U tương ứng.

0 - Đặt kính phân cực ở góc 90P

/ /

4.2.2.Phép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.

0 0U khi i = 0P

- Đặt photo diode giữa kính phân cực và lăng kính, đọc giá trị

- Lặp lại các bước làm giống như ở phép đo 1, ta ghi được các giá trị U ứng với

góc tới i khác nhau tương tự.

- Ghi các kết quả vào bảng.

4.3.Xử lý số liệu – Sai số

4.3.1.Xử lý số liệu

iU U

Ở mỗi phép đo ta lập tỉ số trong đó UR0R là hiệu điện thế ban đầu đo

được , URiR là hiệu điện thế đo ứng với góc tới i.

iU U

Vẽ trên cùng đồ thị 2 hàm: lý thuyết RR//R (hay R⊥ ) và thực nghiệm

theo góc tới i. Từ đó nhận xét kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm.

4.3.2.Xử lý sai số:

 Sai số tương đối:

U U

−

Ta có:



dR dU = R U

∆



∆ R R

U U

.100%

 (với ΔU = ΔURdcR + ΔU )

∆ R R



∆

∆ = R

U U

 Sai số tuyệt đối:

4.4.Kết quả thí nghiệm:

4.4.1.Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phẳng tới.

P V

Bảng 4.1: Bảng số liệu các giá trị thực nghiệm đo hệ số phản xạ Fresnel R⊥ tương ứng với các góc tới khác nhau.

-3 UR0R = 3.36 x 10P

-3

P V)

U∆

R⊥∆

Góc i U ( x 10P ε (%)

-3

iU U⊥ = R

P V)

(độ) ( x 10P ( x 10P Lần 1 Lần 2 Lần 3

15 0.15 0.14 0.14 0.004 0.0027 0.0426 6.34 0.143

20 0.16 0.15 0.17 0.007 0.0036 0.0476 7.56 0.160

25 0.19 0.19 0.18 0.004 0.0027 0.0557 4.85 0.187

30 0.2 0.21 0.22 0.007 0.0036 0.0625 5.76 0.210

35 0.22 0.24 0.23 0.007 0.0036 0.0685 5.26 0.230

40 0.24 0.23 0.25 0.007 0.0036 0.0714 5.04 0.240

45 0.29 0.29 0.3 0.004 0.0027 0.0872 3.1 0.293

50 0.36 0.37 0.35 0.007 0.0036 0.1071 3.36 0.360

55 0.45 0.46 0.48 0.011 0.0048 0.1378 3.48 0.463

60 0.53 0.52 0.57 0.020 0.0074 0.1607 4.6 0.540

65 0.62 0.61 0.63 0.007 0.0036 0.1845 1.95 0.620

70 0.79 0.77 0.81 0.013 0.0054 0.2351 2.3 0.790

75 1.04 1.09 1.02 0.027 0.0095 0.3125 3.04 1.050

80 1.53 1.42 1.67 0.087 0.0274 0.4583 5.98 1.540

85 2.08 1.97 2.24 0.096 0.0301 0.6241 4.82 2.097

Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số phản xạ Fresnel R⊥ vào góc tới i

của hai đường lý thuyết và thực nghiệm.

Nhận xét:

Dựa vào đồ thị ta thấy:

Dạng đồ thị thu được từ thực nghiệm là một đường cong phù hợp với đồ thị

0 - Các điểm trên đồ thị có i = 15P

0 P đến 60P

P thì giá trị R⊥ gần đúng với lý thuyết.

0 - Các điểm có i = 65P

0 P đến 85P

P thì giá trị R⊥ nhỏ hơn nhiều so với lý thuyết.

lý thuyết.

Nguyên nhân:

- Trong quá trình làm thí nghiệm điện áp dao động nên cường độ ánh sáng tới

biến đổi ảnh hưởng đến kết quả đo.

- Sử dụng đèn lâu thì cường độ ánh sáng tới ổn định dần nhưng yếu hơn so với

lúc đầu. Vì vậy các giá trị R lúc sau nhỏ hơn so với lý thuyết.

- Bề mặt phản xạ của lăng kính chưa thật sạch.

- Photo diode không đặt vuông góc với chùm sáng tới nên các giá trị đo không

giống nhau.

Phép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.

/ /R tương ứng với các góc tới khác nhau.

P V

Bảng 4.2: Bảng số liệu các giá trị thực nghiệm đo hệ số phản xạ Fresnel

-3 UR0R = 3.8 x 10P

-3

P V)

R / /

/ /R∆

U ( x 10P ε (%)

U∆ -3

Góc i (độ) ( x 10P

U -3 ( x 10P

P V)

iU U

Lần 1 Lần 2 Lần 3

0.14 0.13 0.12 0.1 0.07 0.06 0.05 0.14 0.13 0.11 0.11 0.08 0.05 0.05 0.15 0.12 0.12 0.1 0.07 0.06 0.06 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.0024 0.0024 0.0024 0.0024 0.0024 0.0024 0.0024 0.143 0.127 0.117 0.103 0.073 0.057 0.053 0.0376 0.0334 0.0308 0.0271 0.0192 0.0150 0.0139 6.38 7.19 7.79 8.86 12.5 16 17.27

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0.040 0.030 0.053 0.077 0.190 0.0105 0.0079 0.0139 0.0203 0.0500 12.38 16.46 17.27 11.82 6.4

0.04 0.03 0.05 0.08 0.2 0.43 0.04 0.03 0.06 0.07 0.18 0.45 0.04 0.03 0.05 0.08 0.19 0.42 0.000 0.000 0.004 0.004 0.007 0.011 0.0013 0.0013 0.0024 0.0024 0.0032 0.0042

75 80 0.84 0.84 0.85 0.004 0.0024 0.433 0.843 0.1139 0.2218 3.69 1.08

85 1.72 1.7 1.74 0.013 0.0047 1.720 0.4526 1.04

Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số phản xạ Fresnel RR//R vào góc tới i

của hai đường lý thuyết và thực nghiệm.

Nhận xét:

Dựa vào đồ thị ở hình 4.5 ta thấy:

Dạng đồ thị thu được từ thực nghiệm là một đường cong, hoàn toàn phù hợp

0 - Các điểm có i = 15P

0 P đến 50P

P thì giá trị RR//R giảm dần và gần bằng với lý thuyết.

0 - Các điểm có i = 60P

0 P đến 90P

P thì giá trị RR//R tăng dần và gần bằng với lý thuyết.

0 - Tại các giá trị i ≈ 56P

P thì giá trị RR//R nhỏ nhất và gần bằng 0. Điều này chứng tỏ

với đường lý thuyết.

ánh sáng phản xạ chỉ có thành phần vectơ cường độ điện trường nằm vuông

góc với mặt phẳng tới  ánh sáng phản xạ phân cực hoàn toàn.

Vậy định luật Brewster đã được nghiệm đúng.

Nguyên nhân

- Do mạng điện dao động làm cường độ ánh sáng tới không ổn định và biến đổi

mạnh trong quá trình đo.

- Photo diode không thật sự đặt vuông góc với chùm sáng phản xạ.

- Mỗi vị trí i khác nhau thì photo diode có vị trí khác nhau (khoảng cách đến

lăng kính phản xạ thay đổi) do thùng che chắn hẹp.

- Bề mặt lăng kính không giống nhau tại mọi điểm.

- Ảnh hưởng của ánh sáng môi trường.

- Những góc tới có U nhỏ thì ô sai số rất lớn. Vì giá trị đo được so với sai số

dụng cụ chênh lệch ít nên dẫn đến sai số tương đối lớn.

Đề xuất: Thí nghiệm đo hệ số phản xạ khó thực hiện, do ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố

khách quan bên ngoài (mạng điện, môi trường, ...), do dụng cụ đo (thông lượng

sáng của đèn thay đổi,... ) ; và các yếu tố chủ quan. Vậy nên cần phải làm thí

nghiệm này rất nhiều lần mới lấy được số liệu (xác suất 1/5).

 Chỉ nên đưa bộ dụng cụ này vào giảng dạy với mục đích quan sát định tính:

theo dõi sự thay đổi cường độ sáng của chùm tia phản xạ ở các góc tới khác nhau.

Để thí nghiệm định lượng dễ thực hiện hơn và kết quả chính xác, em có vài đề

xuất sau:

- Cần thay đổi bộ nối hai thanh quang học. Bộ nối chia gốc trong thí nghiệm này

chế tạo ngược nên không thể quay thanh quang học có gắn photodiode để

hứng chùm tia phản xạ trong tất cả trường hợp. Do đó vị trí photo diode phải

thay đổi nhiều lần, dẫn đến các giá trị đo bị ảnh hưởng.

- Cần chế tạo hộp che chắn toàn bộ thí nghiệm để ánh sáng bên ngoài không ảnh

hưởng đến thông lượng sáng cần đo.

- Thay bàn đặt dụng cụ. Bàn đặt dụng cụ không thật phẳng nên trong quá trình

đo đã phải điều chỉnh độ cao của photo diode. Điều này dẫn đến sai số trong

quá trình đo.

KẾT LUẬN CHUNG

Từ việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết hiện tượng phân cực ánh sáng, em đã lắp ráp

hai bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus và định luật Brewster. Số liệu và đồ

thị thu được sau khi xử lý phù hợp với lý thuyết. Vậy định luật Malus và định luật

Brewster được nghiệm đúng.

Nhìn chung, thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus dễ thực hiện và có độ chính

xác cao. Cho nên có thể sử dụng bộ thí nghiệm này vào việc giảng dạy ở trường đại

học, làm phong phú các bài thí nghiệm và rèn kĩ năng thực hành cho sinh viên.

Riêng bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster chỉ nên sử dụng để sinh viên

quan sát định tính: theo dõi sự thay đổi cường độ sáng của chùm tia phản xạ ở các

góc tới khác nhau. Bởi vì thí nghiệm này cần thực hiện trong thời gian dài, dụng cụ

thí nghiệm chưa hoàn chỉnh, khó lấy được số liệu chính xác...

Không dừng lại ở đây, đề tài còn có thể phát triển theo các hướng sau:

- Tiếp tục bổ sung dụng cụ, hoàn chỉnh bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật

Brewster để việc đo đạc, lấy số liệu được dễ dàng hơn. Từ đó có thể đưa thí

nghiệm vào phần thực hành xác định hệ số Fresnel trong quá trình học của

sinh viên.

- Tiến hành thí nghiệm đối với ánh sáng tự nhiên (như ánh sáng đèn Halogen,... )

để kiểm chứng xem định luật Malus, định luật Brewster có còn nghiệm đúng.

- Xây dựng, lắp ráp bộ thí nghiệm tính hệ số Fresnel đối với trường hợp ánh

sáng phân cực do khúc xạ.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã tạo mọi điều kiện thuận lợi

nhất cho em có thể hoàn thành đề tài này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 Tài liệu từ sách:

[1] Lương Duyên Bình (2004), Vật lí đại cương, tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục,

Hà Nội.

[2] David Halliday (2009), Cơ sở vật lý, tập 6, Hoàng Hữu Thư dịch, Nhà xuất

bản Giáo dục, Hà Nội.

[3] Huỳnh Công Đạt, Dương Hùng Cứ, Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Thị Kiều My

(2006), Thư viện điện tử các thí nghiệm quang học, Báo cáo nghiên cứu khoa

học, Trường Đại học Sư Phạm, TP Hồ Chí Minh.

[4] Jean - Marie Brébec, Jean - Noël Briffaut, Philippe Denève, Theirry

Desmarais (2006), Quang học sóng, Phùng Quốc Bảo dịch, Nhà xuất bản

Giáo dục, Hà Nội.

[5] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hòa (2002), Kỹ thuật

đo lường các đại lượng vật lý, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.

[7] Tổ vật lý đại cương (2008), Thực hành Điện Quang, Tài liệu lưu hành nội

bộ, Trường Đại học Sư phạm, TP Hồ Chí Minh.

[8] Nguyễn Trần Trác, Diệp Ngọc Anh (2005), Quang học, Nhà xuất bản Đại

học quốc gia, TP Hồ Chí Minh.

[9] Nguyễn Tuấn Huy (1996), Thực hiện các thí nghiệm chứng minh cho các

bài giảng về quang học lý, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Sư phạm,

TP Hồ Chí Minh.

 Tài liệu từ internet:

[10] 0TUhttp://thuvienvatly.com/home/content/view/1338/28/U0T

Sự phân cực ánh sáng (2007), người đăng Trần Nghiêm.

Luận văn tốt nghiệp: Lắp ráp bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về phân cực ánh sáng

TRUỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

Trương Thị Trân Châu

LẮP RÁP BÀI THÍ NGHIỆM

KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS

VỀ PHÂN CỰC ÁNH SÁNG

ThS. TRẦN VĂN TẤN

LỜI CẢM ƠN

Trương Thị Trân Châu

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài

2.Mục đích

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.Nhiệm vụ

5.Phương pháp nghiên cứu

6.Đóng góp của đề tài

TỔNG QUAN

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1.Lý thuyết sóng điện từ

 Quan hệ giữa E

 và H

1.2.Các điều kiện biên trên mặt phân cách hai môi trường

 1.2.1.Điều kiện biên của vectơ B

 1.2.2.Điều kiện biên của vectơ D

 1.2.3.Điều kiện biên của vectơ E

 1.2.4.Điều kiện biên của vectơ H

∫

∫

∫

∫

∫

1.3.Ánh sáng phân cực

 Hình 1.4: Các thành phần E

1.4.Định luật Malus

1.5.Hiện tượng phân cực do phản xạ

1.6.Các phương trình Fresnel

 1.6.1.Véctơ cường độ điện trường E

1.7.Hệ số phản xạ - Hệ số truyền qua

1.8.Độ phân cực

CHƯƠNG II: DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

2.1.Đèn Laser khí He – Ne

2.2.Kính phân cực:

2.3.Photo diode:

2.4.Đồng hồ điện tử:

Lăng kính:

2.5.Giá đỡ lăng kính.

2.6.Bộ nối có chia gốc.

CHƯƠNG III: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT

MALUS

3.1.Lắp đặt dụng cụ:

3.2.Tiến hành thí nghiệm:

3.3.Xử lí số liệu – sai số:

3.4.Kết quả thí nghiệm:

-3

-3 P

-3 P

2 Hình 3.3: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hệ số truyền f vào cosP

3.5.Nhận xét

3.6.Đề xuất

CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT

BREWSTER

4.1Lắp đặt dụng cụ:

4.2.Tiến hành thí nghiệm:

4.3.Xử lý số liệu – Sai số

4.4.Kết quả thí nghiệm:

-3 UR0R = 3.36 x 10P

-3

-3

-3

-3 UR0R = 3.8 x 10P

-3

U∆ -3

U -3 ( x 10P

KẾT LUẬN CHUNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Có thể bạn quan tâm

Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất màng ghép phức hợp ứng dụng cho bao bì thuốc trừ sâu năng suất 90 triệu m²/năm

Luận văn tốt nghiệp: Hoàn thiện công tác đào tạo nguồn nhân lực tại Công ty cổ phần Bellsystem24_Hoasao (Khối Dự án miền Bắc)