2024年5月30日发(作者：让小春)
物理实验第２ｌ卷第６期
验证马吕斯定律的实验方法
廖炎昌
摘
斯定律．
关键词：马吕斯定律；偏振光；光电转换
罗文慧
（武汉大学物理科学技术学院信息物理教研室武汉４３００７０）
要：利用光电池接收入射的偏振光，通过Ａ／Ｄ转换芯片（ＩＣＬ７１
７０），将电压值显示在ＬＥＤ上，验证了马吕
Ａ
ｗａｙ
ｏｆ
ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ
ＬＩＡＯ
Ｙａｎ——ｃｈａｎｇ
Ｍａｌｕｓ
ｌａｗ
ＬＵＯ
Ｗｅｎ—・ｈｕｉ
（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＰｈｙｓｉｃｓＳｔａｆｆ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ
ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｗｕｈａｎ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ，４３００７０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｌｕｓｌａｗ
ｗａｓ
ｖａｌｉｄａｔｅｄ
ｂｙｉｎｃｅｐｔｉａｇ
ｉｎｃｉｄｅｎｔ
ｐｏｌａｒｉｚｅｄ
ｌｉｇｈｔ
ｂｙｐｈｏｔｏｃｅｌｌ
ａｎｄ
ｄｉｓ—
ｐｌａｙｉｎｇ
ｔｈｅ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｖａｌｕｅ
ｏｎ
Ｉ，ＥＤ
ｂｙ
Ａ／Ｄ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ＣＭＯＤ
ｅｈｉｐ（ＩＣＩ。７１７０）．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：Ｍａｌｕｓ
ｌａｗ；ｐｏｌａｒｉｚｅｄ
ｌｉｇｈｔ；ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
１实验原理及装置
Ｏｔ为余弦平方关系．
该装置在ＷＪＺ型激光椭圆偏振仪基础上
改进而成，如图１所示．实验中光源采用钠光
灯，光电池型号为２ＤＲ２０．由于入射到光电池
（１）
马吕斯定律表述为：一束强度为，。的线偏
振光通过检偏器后的强度为
Ｉ—ＩｏＣＯＳ２口
表面的光强很小，约在肛Ａ量级，我们选用一放
如图１所示，由起偏器Ｐ一产生一线偏振
光，强度为，。，其透振方向为ＭＭ＇，通过检偏器
大电路将光电流转换成电压并放大，使输出电
压达ｍＶ量级．利用Ａ／Ｄ转换芯片ＩＣＩ。７１０７
Ｐｅ后，出射光强为ＩｏＣＯＳ２ａ，其中ａ是Ｐ。的透振
方向与ＰＡ透振方向的夹角．为了定量地检测
出射光强的大小，在Ｐｎ后放一光电池，根据光
电池的输出电流与入射光强大小成正比的关
系，可知光电池输出电流为
ｉ—ＫＩ
（２）
将电压值显示在四个ＬＥＤ上，其大小为
Ｖ—Ｒｉ
（４）
将（３）式代人（４）式，有
Ｖ—ＲｉｏＣＯＳ２口
令Ｒｉｏ＝ｙ。，有
Ｖ＝Ｖ。ＣＯＳ２口
（５）
将（１）式代人（２）式，得
ｉ—ＫＩｏＣＯＳ２口
当口＝０时，Ｖ＝ｙ。，即ｙ。为偏振片两透振方向
平行时ＬＥＤ的显示电压值．
２实验数据及结论
令ＫＩ。一ｉ。，有
ｉ—ｉｏｃｏｓ２口
（３）
即光电池的输出电流与偏振片的透振方向夹角
万方数据
由（５）式可知，ＬＥＤ显示值与口角成余弦
物理实验第２１卷第６期
３５
图１演示马吕斯定律实验装置
平方关系．实验中，调ＰＡ与Ｐｅ，使出射光强为
零，此时调整放大电路的调零电阻，使得ＬＥＤ
显示零，然后转动ＰＡ，变化角Ａａ一１０。，得到表
１数据．
表１改变口时ＬＥＤ的示值
ａ／（。）
口＋’
Ｖ／ｍＶ
口一
Ｏ
８２
８２
１０
７９
７９
Ｏ．７
后，可以测量椭圆偏振光的偏振度．
３参考文献
１
廖耀发等．大学物理教程．武汉：武汉测绘科技大学
出版社，１９９３
２０
７４
７２
３０
６２
５８
４０
４９
４５
５０
３４
３２
６０
２０
２１
７０
９
９
８０
４
３
９０
Ｏ
２杭州光学仪器厂．ＷＪＺ型多功能激光椭圆偏振仪
３任致程．半导体敏感元件及典型应用实例．北京：机
械工业出版社，１９８９
４沙占友．数字万用表业余制作与维护．北京：人民邮
电出版社，１９９３
（２０００—１０—２３收稿）
Ｖ／ｍＶ
０
相对偏差／％
０．８２．５２．４２。６
Ｏ．Ｏ
６．２４２
由上表可见，测量结果基本满意．该装置既
可作为演示仪器，也可作为实验仪器，加上波片
（上接３３页）
不同规格的灯泡得到的经验公式
介绍供参考．
工程师在选择电热合金材料时，希望它的
电阻温度系数较小，镍铬合金和铁铬铝合金符
合要求．这样就使电热器在通电之初和达到额
定状态后的电流值差别不大，可减小电网负荷
是否相同？能否利用计算机处理数据来寻找经
验公式？
２．５
研究几种电热器的电阻一温度特性及其实
际意义
常用的电热器中的发热元件有三类：由镍
的波动，从而提高供电的质量．某种使用ＰＴＣ
元件的暖风机的铭牌上写有额定功率１５００Ｗ、
冷态功率２２５０Ｗ，并且说明通电后ｌｍｉｎ才达
到额定状态．这表明ＰＴＣ元件具有正的电阻温
铬合金或铁铬铝合金制成的电热丝，用在家用
小电炉、电热水器、电烙铁中；钨丝，用在红外线
灯泡中；ＰＴＣ电热陶瓷元件，用在电饭煲、频谱
治疗仪、新型的居室和浴室暖风机中．可以从上
述三类中各取一种电热器，先由每一个的额定
功率和额定电压计算出在额定状态下的电阻，
再用万用表测出它在常温下的电阻，看到两者
差别还是很大，然后探究其原因。不同电热器的
电阻一温度特性的实际意义，要让学生通过观察
度系数，起动电流较大，并在配用保险丝或空气
开关的规格时必须考虑到．钨丝灯泡的起动电
流可达到额定电流的１０倍，用久的灯丝上某一
处变得很细，该部分单位长度的电阻比其它部
分大得多，开灯的瞬间，起动电流使此处局部温
度上升过高，从而将灯丝烧断．
（续完）
（２０００—１１－１７收稿）
实物和查阅有关的资料等途径来认识，下面的
万方数据
2024年5月30日发(作者：让小春)
物理实验第２ｌ卷第６期
验证马吕斯定律的实验方法
廖炎昌
摘
斯定律．
关键词：马吕斯定律；偏振光；光电转换
罗文慧
（武汉大学物理科学技术学院信息物理教研室武汉４３００７０）
要：利用光电池接收入射的偏振光，通过Ａ／Ｄ转换芯片（ＩＣＬ７１
７０），将电压值显示在ＬＥＤ上，验证了马吕
Ａ
ｗａｙ
ｏｆ
ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ
ＬＩＡＯ
Ｙａｎ——ｃｈａｎｇ
Ｍａｌｕｓ
ｌａｗ
ＬＵＯ
Ｗｅｎ—・ｈｕｉ
（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＰｈｙｓｉｃｓＳｔａｆｆ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ
ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｗｕｈａｎ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ，４３００７０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｌｕｓｌａｗ
ｗａｓ
ｖａｌｉｄａｔｅｄ
ｂｙｉｎｃｅｐｔｉａｇ
ｉｎｃｉｄｅｎｔ
ｐｏｌａｒｉｚｅｄ
ｌｉｇｈｔ
ｂｙｐｈｏｔｏｃｅｌｌ
ａｎｄ
ｄｉｓ—
ｐｌａｙｉｎｇ
ｔｈｅ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｖａｌｕｅ
ｏｎ
Ｉ，ＥＤ
ｂｙ
Ａ／Ｄ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ＣＭＯＤ
ｅｈｉｐ（ＩＣＩ。７１７０）．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：Ｍａｌｕｓ
ｌａｗ；ｐｏｌａｒｉｚｅｄ
ｌｉｇｈｔ；ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
１实验原理及装置
Ｏｔ为余弦平方关系．
该装置在ＷＪＺ型激光椭圆偏振仪基础上
改进而成，如图１所示．实验中光源采用钠光
灯，光电池型号为２ＤＲ２０．由于入射到光电池
（１）
马吕斯定律表述为：一束强度为，。的线偏
振光通过检偏器后的强度为
Ｉ—ＩｏＣＯＳ２口
表面的光强很小，约在肛Ａ量级，我们选用一放
如图１所示，由起偏器Ｐ一产生一线偏振
光，强度为，。，其透振方向为ＭＭ＇，通过检偏器
大电路将光电流转换成电压并放大，使输出电
压达ｍＶ量级．利用Ａ／Ｄ转换芯片ＩＣＩ。７１０７
Ｐｅ后，出射光强为ＩｏＣＯＳ２ａ，其中ａ是Ｐ。的透振
方向与ＰＡ透振方向的夹角．为了定量地检测
出射光强的大小，在Ｐｎ后放一光电池，根据光
电池的输出电流与入射光强大小成正比的关
系，可知光电池输出电流为
ｉ—ＫＩ
（２）
将电压值显示在四个ＬＥＤ上，其大小为
Ｖ—Ｒｉ
（４）
将（３）式代人（４）式，有
Ｖ—ＲｉｏＣＯＳ２口
令Ｒｉｏ＝ｙ。，有
Ｖ＝Ｖ。ＣＯＳ２口
（５）
将（１）式代人（２）式，得
ｉ—ＫＩｏＣＯＳ２口
当口＝０时，Ｖ＝ｙ。，即ｙ。为偏振片两透振方向
平行时ＬＥＤ的显示电压值．
２实验数据及结论
令ＫＩ。一ｉ。，有
ｉ—ｉｏｃｏｓ２口
（３）
即光电池的输出电流与偏振片的透振方向夹角
万方数据
由（５）式可知，ＬＥＤ显示值与口角成余弦
物理实验第２１卷第６期
３５
图１演示马吕斯定律实验装置
平方关系．实验中，调ＰＡ与Ｐｅ，使出射光强为
零，此时调整放大电路的调零电阻，使得ＬＥＤ
显示零，然后转动ＰＡ，变化角Ａａ一１０。，得到表
１数据．
表１改变口时ＬＥＤ的示值
ａ／（。）
口＋’
Ｖ／ｍＶ
口一
Ｏ
８２
８２
１０
７９
７９
Ｏ．７
后，可以测量椭圆偏振光的偏振度．
３参考文献
１
廖耀发等．大学物理教程．武汉：武汉测绘科技大学
出版社，１９９３
２０
７４
７２
３０
６２
５８
４０
４９
４５
５０
３４
３２
６０
２０
２１
７０
９
９
８０
４
３
９０
Ｏ
２杭州光学仪器厂．ＷＪＺ型多功能激光椭圆偏振仪
３任致程．半导体敏感元件及典型应用实例．北京：机
械工业出版社，１９８９
４沙占友．数字万用表业余制作与维护．北京：人民邮
电出版社，１９９３
（２０００—１０—２３收稿）
Ｖ／ｍＶ
０
相对偏差／％
０．８２．５２．４２。６
Ｏ．Ｏ
６．２４２
由上表可见，测量结果基本满意．该装置既
可作为演示仪器，也可作为实验仪器，加上波片
（上接３３页）
不同规格的灯泡得到的经验公式
介绍供参考．
工程师在选择电热合金材料时，希望它的
电阻温度系数较小，镍铬合金和铁铬铝合金符
合要求．这样就使电热器在通电之初和达到额
定状态后的电流值差别不大，可减小电网负荷
是否相同？能否利用计算机处理数据来寻找经
验公式？
２．５
研究几种电热器的电阻一温度特性及其实
际意义
常用的电热器中的发热元件有三类：由镍
的波动，从而提高供电的质量．某种使用ＰＴＣ
元件的暖风机的铭牌上写有额定功率１５００Ｗ、
冷态功率２２５０Ｗ，并且说明通电后ｌｍｉｎ才达
到额定状态．这表明ＰＴＣ元件具有正的电阻温
铬合金或铁铬铝合金制成的电热丝，用在家用
小电炉、电热水器、电烙铁中；钨丝，用在红外线
灯泡中；ＰＴＣ电热陶瓷元件，用在电饭煲、频谱
治疗仪、新型的居室和浴室暖风机中．可以从上
述三类中各取一种电热器，先由每一个的额定
功率和额定电压计算出在额定状态下的电阻，
再用万用表测出它在常温下的电阻，看到两者
差别还是很大，然后探究其原因。不同电热器的
电阻一温度特性的实际意义，要让学生通过观察
度系数，起动电流较大，并在配用保险丝或空气
开关的规格时必须考虑到．钨丝灯泡的起动电
流可达到额定电流的１０倍，用久的灯丝上某一
处变得很细，该部分单位长度的电阻比其它部
分大得多，开灯的瞬间，起动电流使此处局部温
度上升过高，从而将灯丝烧断．
（续完）
（２０００—１１－１７收稿）
实物和查阅有关的资料等途径来认识，下面的
万方数据