ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА МАЛЮСА В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Аннотация

This article presents a theoretical and experimental study of light polarization and the verification of Malus' Law. In the experiment, the relationship between the intensity of linearly polarized light and the angle between the analyzer and the polarizer was investigated empirically. The results of the experiment confirmed that Malus' Law is indeed represented by the equation I = I₀cos²θ. The accuracy of the law was evaluated using optical equipment and statistical analysis. Keywords: polarization, light, Malus' law, analyzer, polarizer, angle, intensity Введение: Одним из свойств световых волн является их поляризация. Поляризованный свет — это электромагнитная волна, в которой вектор электрического поля колеблется в определенном направлении. Закон Малюса описывает зависимость между интенсивностью линейно поляризованного света, проходящего через анализатор, и углом между анализатором и поляризатором: Выпуск журнала №-26 Часть–1_ Май –2025 329 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT I = I₀cos²θ. Этот закон широко используется для глубокого понимания волновой природы света, в оптических технологиях, особенно в лазерах и устройствах на основе поляризации. Цель статьи — подтвердить закон Малюса с помощью практических экспериментов и теоретического анализа. 1. Теоретическая основа закона Малюса. Согласно открытому французским физиком Этьеном Малюсом закону, если линейно поляризованный свет проходит через анализатор, то интенсивность выходящего света определяется по следующей формуле: I = I₀cos²θ, где: I – интенсивность света, прошедшего через анализатор; I₀ – интенсивность падающего света; θ – угол между анализатором и поляризатором. Эта зависимость является одним из важнейших законов в оптической физике и связана с векторной природой света. 2. Методика проведения эксперимента. Для эксперимента были использованы следующие приборы: Источник света (лампа или лазер); Поляризатор и анализатор (пластины полароид); Фотодатчик (для измерения интенсивности); Угломер Рисунок 1. Схема установки. Условия эксперимента: 1. Свет был пропущен через поляризатор. Выпуск журнала №-26 Часть–1_ Май –2025 330 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT 2. Угол анализатора изменялся от 0° до 180° с шагом 10°. 3. Для каждого угла измерялась соответствующая интенсивность света. 4. Полученные результаты были нанесены на график и сравнены с теоретической кривой. P – Поляризатор (Поляризатор 1) 1 Этот прибор преобразует поступающий от внешнего источника свет в линейно поляризованный. То есть он пропускает только ту часть световых волн, которая колеблется в определенном направлении. P – Анализатор (Поляризатор 2) 2 Это устройство, аналогичное поляризатору, но с изменяемым углом. Оно регулирует, какая часть поляризованного света проходит. В зависимости от угла по отношению к поляризатору, интенсивность света уменьшается или увеличивается. Направление поляризации Это направление, в котором вектор электрического поля световых волн совершает колебания. Каждый поляризатор имеет своё «направление поляризации». Закон Малюса зависит именно от угла между этими направлениями: I = I₀cos²θ, где θ — угол между поляризатором и анализатором. 3. Результаты и анализ. Результаты измерений подтвердили справедливость формулы I = I₀cos²θ. Построенные графики имели синусоидальную форму. При применении критерия χ² (хи-квадрат) было установлено, что экспериментальные данные в высокой степени соответствуют теоретическим значениям (p > 0.05). Выпуск журнала №-26 Часть–1_ Май –2025 331 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT Также было отмечено наличие небольших систематических ошибок, связанных с рассеянием света и чувствительностью датчиков. Вывод: Проведённые эксперименты подтвердили справедливость закона Малюса не только теоретически, но и на практике. Глубокое понимание свойств поляризованного света имеет важное значение, особенно в оптоэлектронике, квантовой оптике и научных приборах. Этот закон чётко объясняет волновую природу света и поведение электромагнитных колебаний в зависимости от направления. Закон Малюса служит важной теоретической основой для понимания явления поляризации света. С его помощью можно определить, как изменяется интенсивность поляризованного света в зависимости от угла поворота анализатора относительно оси поляризации. Согласно закону, интенсивность уменьшается по формуле I = I₀cos²θ, что широко применяется при анализе электромагнитной природы света и в работе с поляризованным светом. Закон Малюса имеет практическое значение в оптике, особенно в квантовой оптике и современных оптических устройствах (например, жидкокристаллические линзы, поляризаторы, лазерные системы). Подтверждение закона с помощью лабораторных экспериментов и его Выпуск журнала №-26 Часть–1_ Май –2025 332 MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT графическое представление помогает студентам лучше понять свойства света и закрепить теоретические знания. В результате, закон Малюса занимает особое место в физике как один из важнейших экспериментальных и теоретических основ в изучении явления поляризации