智能手机在验证马吕斯定律中减小误差研究

白彩艳，郝 悦

（1.晋中学院物理与电子工程系，山西 晋中 030619；2.中北大学理学院，山西 太原 030006）

马吕斯从事光学方面的研究，他于1808 年经实验确定了线偏振光通过检偏器后的光强度变化的规律，即马吕斯定律.该定律指出：如果线偏振光的振动面与偏振光的振动方向夹角为θ，则强度为I0的线偏振光通过检偏器后的透射光的强度I：［1］211～215

该定律是关于光的偏振定律，是波动光学中重要定律之一.因此，验证马吕斯定律是大学物理必做实验.在实验时，会遇到如下问题：氦氖激光器输出不稳定、偏振片在长时间的激光照射下出现退偏振现象、两偏振片夹角计量不准等.这些问题使得测量值与理论值存在一定的误差，从而影响实验结果［2～3］.

本文采用“一加”手机作为偏振光源，替换了激光.用iPhone 手机替换光电转换器，利用其软件“光度计Pro”进行光强度的定量测量，简化了实验装置，减少实验误差，有效地验证了马吕斯定律.

1 传统方法验证马吕斯定律实验

搭建实验平台，如图1 所示：从左到右依次为偏振光源手机、偏振片、凸透镜、测光通量手机.本实验在测光通量手机前又增加了凸透镜对偏振光进行聚光，增强了透射光的强度使实验现象更加明显［4］.

图1 传统方法验证马吕斯定律光路图

在保证光源手机上下倾斜度为90.80°不变的情况下，转动手机进行改变线偏振光振动方向与偏振片透振方向的夹角θ，并使用手机软件“PhyPhox”内置的“斜面”功能中的“平面”测出，如图2 所示.当线偏……