布儒斯特角法测量金属薄膜折射率
inp的材料折射率
inp的材料折射率
摘要：
一、材料折射率的基本概念及其与光速的关系
二、布儒斯特角技术在测定材料折射率中的应用
三、影响材料折射率的主要因素分析
四、材料折射率与光能吸收的关系
五、计算材料折射率的方法
正文：
一、材料折射率的基本概念及其与光速的关系
折射率是材料对光的传播速度的影响程度。
不同的材料，其折射率不同，折射率越小，光速越大。
折射率与光速的关系可以表示为n（折射率）= c/v （光速），其中c为真空中的光速，v为材料中的光速。
二、布儒斯特角技术在测定材料折射率中的应用
布儒斯特角技术是一种基于偏振光的原理来测定材料折射率的方法。
当反射光的电场方向垂直于入射面时，通过调整偏振片与介质的夹角，可以测得折射率。
三、影响材料折射率的主要因素分析
决定材料折射率的因素很多，主要包括：1.介质中分子团、分子和原子被外场极化并产生次生光过程中所需消耗的时间（t0），简称为极化时间t0”；2.单位长度内分子团、分子和原子被外场极化并产生次生光的次数（n）。
四、材料折射率与光能吸收的关系
光的吸收主要取决于材料的能带间隙。
能带间隙与折射率本质上是用到材料的不同属性，两者并无直接联系。
但在实际情况中，如正入射和偏角度，吸收的情况会有所不同。
五、计算材料折射率的方法
计算材料折射率的方法有多种，如自准直法。
在测角仪上通过观察和调整建立最小偏向角光路或自准直光路，根据折射定律nsini/sin，测出入射角和折射角，即可求得折射率。
总结：材料折射率是描述材料对光传播特性的一种重要参数，测定方法多样，影响因素丰富。
布儒斯特角法测量金属薄膜折射率
分别取参数 3 和 0 ，做反 射率随入射角 的变化曲线， 反射率的极小 值不为零。
因素一：金属薄膜折射率的虚部
因素二：薄膜上下表面多次反射
金属薄膜样品在界面1、2上都有反射效应 可只考虑界面1、2各反射一次
同时，计及界面2反射光的衰减因子e2d cos''
因素二：薄膜上下表面多次反射
布儒斯特角法测量 金属薄膜折射率
——并解释不消光现象
布儒斯特角法
P偏振光入射到介质1、 2的界面，其反射光遵 循如下公式：
E// ' tan( ")
E// tan( ")
当入射角和折射角满足
"=90o时，E / / ' 此0
B
时入射角称为布儒斯特
角 B
布儒斯特角法
利用折射定律，可知布儒斯特角满足下式
定标厚度与折射率的关系后可通过测量折射率来 方便的确定铜膜厚度。
谢谢！
考虑到金属薄膜具有复折射率：
薄膜介电常数：2=n2 i
空气介电常数：1 n1 1
反射光强公式变为：
E E ' s s i in n c c o o s s s s i in n " " c c o o s s " " i i s s i in n " " c c o o s s / /n n 1 1
则反射率的表达式为：
Rrp2rp22e-2dcos''
n2cos
n2sin22n'2
1sinn22
n'2sinn22
2 e-2dcos''
n2cos n2sin2
n'2
布儒斯特定律测折射率 用布儒斯特定律测量透明介质折射率
布儒斯特定律测折射率用布儒斯特定律测量透明介质折射率 1.实验目的1.观察光在界面上反射和折射时，发生的偏振现象；2.利用布儒斯特定律测量介质的折射率。
2.实验原理2.1光的偏振状态[5]光是一种电磁波,是横波,它的电矢量E和磁矢量 H相互垂直,且垂直于光的传播方向 C（图2.1-1）,偏振现象是横波所独有的特征。
在研究光现象时,通常将 E叫做光矢量,E 的振动叫做光振动。
图2.1-1在光的传播过程中,如果光矢量 E 始终在一个固定的平面沿一个固定的方向振动,这种光称为线偏振光或平面偏振光。
在垂直于传播方向的平面内,沿各方向振动的光矢量的分布各项均匀,而且各方向光振动的振幅都相同,这种光称为自然光。
光的电矢量在某个方向上出现的几率大于其他的方向,即在较长的时间内电矢量在某个方向上较强,这样的光称为部分偏振光。
如图 2.1-2 所示。
偏振光自然光部分偏振光图 2.1-22.2光在界面上反射和折射时,发生的偏振现象及布鲁斯特定律自然光在两种媒质的分界面上反射和折射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光,在特定的情况下,反射光有可能成为完全偏振光。
例如,自然光射到玻璃界面上的反射和折射情况。
现在将自然光分解为两个振幅相等的分振动:其一和入射面入射光与界面法线方向构成的平面垂直,在图 2.2-1中用黑点表示与入射面垂直的振动;其二和入射面平行,在图中用短线表示和入射面平行的振动。
黑点和短线的多少形象地表示上述两个分振动所代表的光波的强弱光波的强弱和振幅平方成正比,在自然光中,黑点和短线是均匀分布的。
根据布儒斯特定律[2],当以布儒斯特角i0入射时,反射光为线偏振光只有垂直于入射面的振动,而折射光为部分偏振光平行于入射面的振动占主要成分,如图 2.2-1。
i0也称为起偏角。
根据布儒斯特定律，有：tan感谢您的阅读，祝您生活愉快。
布儒斯特角及其光学应用.
浅谈布儒斯特角及其光学应用摘要：随着科学技术的日益发展，现今除了利用布儒斯特角获得线偏振光外与布儒斯特角相关的实验概念，如其计算和测量等等在生产生活、科学研究、高校教学等方面均有十分广泛的用途和非常突出的实用价值。
因此，深入研究布儒斯特角，进一步拓展布儒斯特定律的实际应用，是现代光学的一个非常有价值的研究方向。
本文首先对布儒斯特角的来源向读者做了简单介绍，指出布儒斯特做了大量实验，终于在1815年，他发现当反射光与折射光垂直时，反射光完全偏振。
然后对布儒斯特角、布儒斯特定律、布儒斯特窗、布儒斯特条纹、布儒斯特体视镜等相关概念做了叙述。
紧接着为了读者更能清楚的理解布儒斯特定律，我简单对光的偏振现象为大家做了阐述。
最后，因为布儒斯特定律在生活中的应用有很多,并且具有很强的实用价值和可操作性,所以我们在了解研究布儒斯特角时，要对其应用进行合理的分类，本文中，我们将其应用分为四大类，即布儒斯特角在生产生活中的应用、在科学研究中的应用、在高校教学中的应用以及其他应用。
对于每类应用，我们会举出相应的实例，并为大家解释其中的原理。
关键词：布儒斯特角；布儒斯特定律；布儒斯特窗；光的偏振；光的波动性；On the Brewster angle and opticalapplicationsAbstract: With the development of science and technology, Now, In addition to using the Brewster angle to get outside of linearly polarized light, Concepts and experiments related to the Brewster angle, As its calculation and measurement in production and life, Scientific research, Teaching and other universities are very versatile and very prominent practical value. Therefore, In-depth study of the Brewster angle, Further expand the practical application of Brewster's law, Is a very valuable research direction of modern optics.Firstly, the source of the Brewster angle to the reader a brief introduction, Said: Brewster's done a lot of experiments, and finally in 1815, he found that when the reflection and refraction of light perpendicular to the light, the reflected light is completely polarized. Second, do a narrative to the Brewster angle, Brewster's law, Brewster windows, Brewster fringes Brewster stereoscope and other related concepts do a narrative. And then for the reader to understand Brewster's law more clearly, I simply described light polarization phenomena for everyone. Finally, because there are many uses of Brewster Law in life and has strong practical value and operability so when we learn the Brewster angle, we need make a reasonable classification of its uses, In this article, We make its uses into four categories, That Brewster angle in the production of life, In scientific applications, in university teaching and other applications. For each type of application, I will cite the appropriate instance and explain the principle.Keywords: Brewster angle; Brewster Law; Brewster window;Polarization of the light;Wave nature of light前言振动状态的传播就是波动，波动时物质运动的一种很普遍的形式。
光的偏振特性—布儒斯特角的测量实验
光的偏振特性—布儒斯特角的测量实验
光的偏振特性指的是光在传播过程传播特性中的一种现象，即当特定光栅棱镜作用于特性波时，该光的方向会产生一定的变化。
研究光的偏振特性的一种方法是通过测量布儒斯特角来了解。
布儒斯特角又称偏振角，是一种极其重要的分辨率技术，其用于感兴趣材料和成分斑驳状态、反射和折射率之间的关系，以及材料及成分的散射和发射属性；它把特定波限制在一定的方向，并能把摩擦从材料中区分出来。
布儒斯特角的测量实验可以探究光在传播方向上的变化，便于深入理解光的偏振特性。
实验中，先准备一个光分解仪，它由一条平行光栅光栅、一个全息片、和一个定向挡板组成，安装好后，在全息片和定向挡板中间放置布儒斯特角转动轴，并分别在0度和90度位置做标记，以用于测量布儒斯特角。
接下来，将准备好的光分解仪安装到光源上，这里可以采用平衡调制器模拟均衡的偏振信号，或者采用偏振激光仪，它所产生的信号是未均衡的偏振信号。
然后，将光源定位到球面反射器上，重复对偏振光的朝向进行测量，在全息片和定向挡板的0度和90度位置，记录下各自所观测到的强度值，再结合所用的计算方法，可以通过计算得到本次实验中布儒斯特角的值，来得出实验结论。
通过上述方式，可以得到布儒斯特角随特性波在光栅传播方向上的变化规律，以及偏振特性是怎样改变的，而这些知识对深入理解偏振特性具有至关重要的作用。
物理实验：测量光的折射率的实验方法
物理实验：测量光的折射率的实验方法引言物理学涉及许多令人着迷的实验，为我们揭示了自然界的奥秘。
其中之一是测量光的折射率的实验。
折射率是材料对光的传播速度的衡量，它能够影响光线在不同介质间的弯曲和偏折。
测量光的折射率对于研究光学原理及其在实际应用中的表现至关重要。
本文将介绍测量光的折射率的几种常见实验方法，并探讨它们的原理和实验步骤。
H2：实验方法1：布儒斯特角法布儒斯特角法是一种经典的实验方法，用于测量透明物质的折射率。
它基于当光线通过两种介质界面时，入射角等于折射角时光线不发生折射的原理。
1.实验材料和设备：•光源：激光器或白光源•透明介质样品：例如玻璃、水或透明塑料•三棱镜或折射计•能够测量角度的仪器：例如量角器或旋转光学台2.实验步骤：3.选取一块透明介质样品，如玻璃片。
4.将光源对准样品，使光线垂直于样品表面入射。
5.调整光源的位置，使光线通过玻璃片。
6.将三棱镜或折射计放在光线路径上，并调整其位置，使光线经过样品后通过三棱镜或折射计。
7.旋转三棱镜或折射计，同时记录角度。
8.当光线在样品中发生不折射时，记录此角度，该角度即为布儒斯特角。
9.重复实验多次，取平均值并计算折射率的近似值。
10.原理解释：布儒斯特角法基于光线折射发生的界面条件，即入射角等于折射角时光线不发生折射。
通过调整角度，当入射角等于布儒斯特角时，测量到的角度即为折射角度。
根据折射定律，可以使用布儒斯特角的正切值与折射率之间的关系来计算折射率的近似值。
H2：实验方法2：光程差法光程差法是另一种测量光的折射率的方法。
它利用了光在不同介质中传播速度不同导致的相位差。
1.实验材料和设备：•光源：例如白光源或单色激光器•介质样品：例如透明均质玻璃片•平行板：可调节厚度以改变光程差•干涉仪：例如迈克耳孙干涉仪或薄膜干涉仪2.实验步骤：3.准备一个透明均质玻璃样品和一对平行板。
4.将光源对准样品，并通过一个平行板使光线通过样品。
5.调整平行板的位置，改变光程差，观察干涉图案。
利用布儒斯特角测量折射率
1.510835
6
334.8
301.5
56.7
1.522355
平均值
/
/
57.28333
1.557339
������������������
=
√∑6������=1(������������������ 5
−
���̅���̅���̅��� )2
=
0.702614166°
������������
=
√(������������������������������
利用布儒斯特角测量玻璃的折射率
林涵容 （华东师范大学 物理与材料科学学院，上海，201100） [摘要]偏振是光作为横波区别于纵波最明显的特征，但光接收器只能测量光的 强度无法测量光的偏振度。实验中常将光接收器与偏振片和波片等光学器件相结 合，来测量光的偏振度。根据光的偏振性原理和布儒斯特定律，通过测量光的偏 振度，来测量玻璃的折射率，探究新的折射率测量方式的同时，对布儒斯特角有 更直观的认识。 [关键词]布儒斯特角；折射率；偏振；光强
图 1[5] 菲涅尔公式的示意图
因此，欲使反射光为线偏振光，只要使������1
+
������2
=
������，���������′���1
2 ������������1
=
0。电矢量的平行分
量就完全不能反射，反射光中只剩下垂直于入射面的分量。即入射角和折射角之
和等于������，反射光电矢量的平行分量为 0，反射光为线偏振光，记此时的入射角为
2.1 布儒斯特角
马吕斯在 1809 年通过一块方解石晶体去看巴黎勒克森堡窗户反射的太阳光 时，无意中发现光在反射时可以产生偏振。当一束自然光在两种介质的界面上反 射和折射时，反射光和折射光的传播方向虽由折射和反射定律决定，但这两束光 的偏振态，要根据光的电磁理论，由磁场的边界条件决定。[3]
薄膜折射率的测定
rp
ng cos iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ cos i g ng cos i0 cos i g
当射入薄膜的光线的入射角为i0时，应用i+i0=π/2和折射定律，有 而TM波在空气-玻璃界面的反射系数为
由于 ig i ，显然 rp rp 。 g
实验步骤 1.调节望远镜。 2.点亮钠灯S，用钠灯照明平行光管C， 使其发出平行光束。 3.将样品垂直放在载物台上，用望远镜 对准待测样品的表面。 4.在平行光管物镜前加上一偏振片P， 转动偏振片，使其透光截面平行于样品 的入射面。 5.在样品F的近旁添置一块平面镜M，则M和F就构成一个恒偏向装置。当平台旋转 时，经F和M反射的平行光的方向将不随平台的旋转而变化。用透镜L和测微目镜 组成的检测装置，在M的反射光方向上，即可观察到样品表面的光强分布情况。 6.取下平面镜M，用望远镜对准F的反射光方向，记录其方位T1，再将望远镜直接 对准平行光管，记录其方位T2，可得入射光线和反射光线的夹角θ，（π-θ）/2即等 于i0.
薄膜折射率的测定
什么是偏振光？
我们平时所见的光源发出的光 ,是由为数众多的原子或分子等的 自发辐射形成的 。在垂直于其传播方向的平面内 ,光波沿各个方向振 动的光矢量都有 ,平均来讲 ,光矢量的分布各向均匀 ,而且各个方向光 振动的振幅也相同 ,这种光叫做自然光。如果在垂直于其传播方向的 平面内 ,光波的光矢量只沿一个固定的方向振动 ,这种光叫做完全偏 振光 ,又称为线偏振光。介于完全偏振光和自然光之间的情形 ,叫做 部分偏振光。
布儒斯特定律
当一束自然光在两种不同性 介质的分界面上反射和折射时 ,不 但光的传播方向要改变 ,而且其偏 振状态也要发生变化。一般情况 下 ,反射光和折射光不再是自然 光 ,而是部分偏振光。在反射光中 垂直于入射面的光振动多于平行 振动 ,而在折射光中平行于入射面 的振动多于垂直振动 ,如左图所 示 ,而且反射光的偏振化程度与入 射角有关。
测量晶体折射率的一种简单方法——布儒斯特角法
测量晶体折射率的一种简单方法——布儒斯特角法
尹鑫;张怀金
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】1998(20)5
【摘要】介绍一种测量晶体折射率的简单方法。
这种方法所用样品尺寸小，加工
精度要求低，且测量过程简单，特别适合于测量那些不透明或半透明晶体的折射率。
【总页数】3页(P344-346)
【关键词】晶体;折射率;布儒斯特角
【作者】尹鑫;张怀金
【作者单位】山东大学晶体材料研究所晶体材料国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O734.2
【相关文献】
1.一种无损测量毛边眼镜片折射率的简单方法 [J], 刘良合
2.用布儒斯特角法同时测定单轴晶体的折射率和光轴方向 [J], 邢进华
3.用布儒斯特角法测量各向同性固体的折射率 [J], 郭秀芝;陈若辉
4.一种利用光强差测量介质折射率的简单方法 [J], 周文平;宋连科;李国良;王静
5.布儒斯特角法测量金属薄膜折射率并解释不消光现象 [J], 贺昊;赵地;王鑫;苏为宁;江洪建
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
布儒斯特角法分光计测量折射率实验的探讨.doc
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 布儒斯特角法分光计测量折射率实验的探讨摘要：分光计是大学物理中测量折射率的主要仪器。
最常用的测量折射率的方法是最小偏小角法，该方法测量出的折射率精度较高，但操作繁琐，针对这一问题，本文尝试了布儒斯特角法测量三棱镜、玻璃砖、四硼酸钠、硫酸铝、冰五个实验，并分别与用最小偏小角法测出的三棱镜的折射率以及其他物体的理论值相对比，结果显示，它们都非常接近，相对误差不超过4%。
所以，当对物体折射率的精确度不高时，用布儒斯特角法比用最小偏向角法测量出折射率更方便快捷。
关键词：布儒斯特定律；折射率；分光计；偏振片The Study of The Experiment of The Spectrometer To1 / 13Measure The Refractive IndexAbstract: According to the university physics experiment, the refractive index can be received by the method of minimum deviation Angle . Then through the spectrometer measurement objects of the refractive index of the experimental analysis, according to the principle of brewster Angle, the experiment can be improved , that is a polaroid is placed in the front of the spectrometer telescopes, observation light reflection polarization phenomenon in the surface of the medium, record ing the readings and measuring brewster Angle, then the refractive index of the object is calculated. Comparing about the two cloth of Confucianism, the Angle measured by the experimental results and the results are consistent with other income of precision experiment, and the relative error is less than 4%. As a result , The brewster Angle method is more convenient and quick when the refractive index is not high, than the method of minimum deviation.Key words: Brewster law; Refractive index; Spectrometer; Polarorid---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------目录摘要1引言11.实验原理21. 实验原理光是一种人眼可见的电磁波，也称为可见光谱。
布儒斯特角 s波 p波 折射率不一样
布儒斯特角、S波、P波和折射率不一样四个概念在物理学和地球科学中扮演着重要的角色。
它们不仅在地质勘探和地震学中有着重要的应用，而且在光学和材料科学中也具有重要意义。
本文将从这四个概念入手，探讨它们的定义、特性以及相关应用。
一、布儒斯特角布儒斯特角，又称临界角，是指当光线从一种介质射向另一种介质时，在一定条件下使折射光线与表面垂直的对应角度。
具体来说，当光线从光密介质射向光疏介质时，存在一个特定的角度，使得折射光线沿着介质表面传播，而不再发生折射现象。
这个特定的角度就是布儒斯特角。
布儒斯特角的计算公式为：sinθc = n2/n1，其中θc为布儒斯特角，n1为光密介质的折射率，n2为光疏介质的折射率。
对于空气到水的情况，水的折射率约为1.33，而空气的折射率约为1.布儒斯特角约为48.8°。
布儒斯特角在光学通信、透镜设计和光纤通信等领域有着重要应用，能够在一定程度上控制光的传播方向和光线的反射。
另外，在地震勘探和地质勘探中，布儒斯特角也被用来分析地下介质的特性和分布情况。
二、S波和P波S波和P波是地震波的两种基本类型，它们在地球内部的传播具有不同的特点和速度。
P波又称为纵波，是一种沿着传播方向使介质颗粒振动的波动，它是地震波中速度最快的一种波动，能够在固体、液体和气体中传播。
S波则是横波，是一种使介质颗粒振动垂直于波动传播方向的波动，S波只能在固体介质中传播，并且速度比P波慢。
P波和S波的传播速度与介质的密度和弹性模量有关，不同的介质对P 波和S波会有不同的折射率和传播特性。
地震波通过地壳和地幔时会发生折射和折射现象，这些现象可以帮助地球科学家研究地球内部的结构和成分。
三、折射率不一样折射率是介质对光波传播速度的一个衡量值，不同介质的折射率不一样会导致光线在介质之间发生折射现象。
折射率的大小决定了光线在介质中的传播速度和传播方向，也影响了光线在介质表面的反射和折射现象。
折射率不一样的情况在光学、地球科学和材料科学中都有着重要的应用。
布儒斯特定律测折射率的光学系统设计
布儒斯特定律测折射率的光学系统设计折射率，即光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。
是材料的一种常用光学参数，在多个领域都具有重要的研究意义。
测量折射率的方法多种多样，利用的原理和仪器都不尽相同。
本实验设计了一种以布儒斯特定律为原理，使用分光计搭建光学系统的折射率测量方法。
1 原理布儒斯特定律：自然光在介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角。
此时：tan θ=n2/n1光在空气中的折射率为n1，故玻璃折射率n2=tan θ·n1。
当入射角为布儒斯特角时，反射光与折射光夹角刚好为90°。
本实验通过寻找反射光与折射光成90°角时的入射角，用分光计读出此时入射角的角度，再利用布儒斯特定律计算出样品的折射率。
2 光学系统设计实验仪器：分光计、量角器、可调光阑、光幕、He-Ne激光器。
（1）将分光计的目镜镜筒取下，把He-Ne激光器及可调光阑安装在分光计上。
打开激光器，用可调光阑将激光束调整到可观测并且不刺眼的大小。
调整并固定激光器和可调光阑位置，使激光束通过载物台圆心正上方且与直径平行。
（2）在分光计一侧固定一支架，使支架下端垂直悬于载物台圆心上方，将量角器安装在支架下端，保证其可以沿着支架上下移动，并可在水平方向转动。
在分光计另一侧安装可标记反射和折射光路的光幕。
（3）将待测样品固定在载物台上，使其两个平行面垂直于载物台。
选取一平行面为入射面，并将入射面与载物台直径对齐。
再次调整转动激光器，使激光束可平行通过入射面。
（4）通过转动激光器调整入射角，找到待测样品的布儒斯特角即可进行测量计算。
3 实验步骤3.1 系统搭建完成后，打开分光计与He-Ne激光器。
待激光束稳定后，转动激光器，调整到激光束与待测物入射面平行时，记录下此时分光计两游标读数α1、α2。
布儒斯特定律测折射率的光学系统设计
科 技 视 界
科技·探索·争鸣
布儒斯特定律测折射率的光学 系统设计
张 豫坤 祁 继隆 王 勋 （辽 宁科 技大 学 ，辽 宁 鞍 山 １ １４０００）
【摘 要】拳实验 布儒斯特定律应 用于折射率的测量 ，３＂ｋ Ｊ￣１分光计精 ；隹测量样 品的布儒斯特 角 利用分光计搭 建光学系统 ．将激 光嚣安装 在 分 光 计 一Ｌ 待 测 样 品 放 置 于 栽 物 台 利 用 支架 固 定 量 角 器 ，使 其 可 与激 光 器在 同一 水平 面转 动 使 用 量 角 器 确 定折 射 光与 入 射 光 成 ９０ ｃ 角 ．并 幻此 确 定 样 品的 布 儒 斯特 角 再 使 用 分 光 计 则量 出布 儒 斯 特 角 ．并 进 行 折 射 率 的 计 算
（４）通过 ０动激 ）匕 ｉＪ １ 八日Ｊｆ『Ｊ，找至ｌＪｆ ｝则｝ｒ－ Ｉ１ ｒ的 ４１ｉ Ｉｉ势 特 ｒｆＩ Ｈ『】 ｌ１Ｊ逊 删 Ｉ｝
０＝０±Ｌ＝５６．０ｌ９８。±０ ２６ｌ４５ｌ７９。 ｌ ： 。 ×１ＯＯ％ ：０ ４７ｃ／￣
．
０
价概率 ｝一６８．３％
这 刊 测 试” ｒ５＝『『ｉ折 身ｌ』半 的 ｌ，Ｊ’法通 川ｔ于具 有 两 行 面 的 川体 样 一 液 怵 的折射卒也 ＿】ｒ以使川本 的 光学系统进 行测量 ．但需 要透 光 规
３．４ １ 数 处垭
八 ’Ｊｎ：０＝『（ｐ１一（Ｙ１）＋（Ｂ２一 ２）ｌ／２ 测 样 ＾＾折 射 ： ｌａｎＯ－『】０
注：ｎ０为激 光 Ｓ－＂ 的折射书 本实验默认 ｎＯ＝ｌ
表 １ Ｈｅ—Ｎｅ激光器作光源所得数据
图 １ 布 儒 斯 特 定 律 光 路 图
反射光的偏振特性—布儒斯特角的测量实验
4)用测量值验证布儒斯特角公式的正确性。
实验原理:
棱镜材料的折射率的测量
当一束光斜入射于棱镜表面时，其光路如下图。
11为材料的折射率。
同理出射角丫 /为sin丫-siniVii(1)
根据几何关系可以证明入射光与出射光之间的夹角为：8=i+yz-A,而 且8有一个极小值8mm,
Ex=AxCos3t
Ey=AyCos( 31+ § )
消去t,上式可变成
Ex2/Ax2+Ey2/Ay2-2ExEy/AxAyCOS8=SIN2§
这是一个椭圆的方程
当§=0或n时，sin8 =0cos8 =1
上式为
Ex2/Ax2+Ey2/Ay2± 2ExEy/AxAy=0
Ex= ± AxEy/Ay
这是一个线性方程：斜率为土Ax/Ay
在本实验中，我们将通过多种实验手段来产生线偏振光和椭圆偏振光(圆 偏振光被看成是一个特例)。
偏振光的数学描述：
对于线偏振光和椭圆偏振光，在数字上我们常用两个垂直振动的合成来描 述。在以光传播方向相垂直的平面内取一个直角坐标系，将代表振动特性的电 矢量E分解成Ex和Ey,它们是同频3，假设相位相差S,振幅分别为Ex和Ey,即
反射光的偏振特性一布儒斯特角的测量实验
实验科目：光的反射、折射定律，折射率的测量，光的偏振、线偏振光、圆偏 振光、椭圆偏振光、1/4波片、反射光的偏振态，布儒斯特角。
反射光的偏振特性与布儒斯特角
实验目的:
1)用最小偏向角法测量棱镜材料的折射率。
2)测量通过起偏器、1/4波片后的光的偏振特性，了解线偏振光、圆 偏振光和椭圆偏振光的特点。
布儒斯特角的测量实验报告
布儒斯特角的测量实验报告一、引言布儒斯特角是光学实验中常用的测量角度的方法之一。
它利用偏振光通过两个偏振片之间的夹角时的光强变化来测量角度。
本实验旨在通过测量布儒斯特角来验证光的偏振现象，并探究其应用。
二、实验原理1. 偏振光的特性光波是电磁波，其振动方向可以在一个平面上任意方向。
当光通过某些材料时，只有沿特定方向的电场分量能够通过，这种特性称为偏振。
偏振光可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种有机材料，能够选择性地吸收或透过特定方向的电磁波。
2. 布儒斯特角的测量原理布儒斯特角是指当入射角等于折射角时，透过偏振片的光强最小。
当光从空气射入介质时，入射角为0°，折射角为布儒斯特角。
通过改变两个偏振片之间的夹角，可以测量布儒斯特角。
三、实验步骤1. 准备实验材料：光源、偏振片、半反射镜、望远镜等。
2. 搭建实验装置：将光源放置在一定距离处，通过半反射镜和望远镜，使光线垂直射入偏振片。
3. 调整光源位置和偏振片夹角：通过调整光源位置和偏振片夹角，使光线通过两个偏振片后的光强最小。
4. 测量布儒斯特角：记录此时两个偏振片的夹角，即为布儒斯特角。
四、实验结果与分析根据实验数据记录，我们得到了一系列布儒斯特角的测量值。
通过计算平均值和标准差，可以得到较为精确的布儒斯特角测量结果。
我们可以发现，布儒斯特角与入射光的偏振方向有关，当入射光的偏振方向与偏振片的偏振方向平行时，布儒斯特角最小；当两者垂直时，布儒斯特角最大。
五、实验误差分析实验中可能存在的误差主要来自以下几个方面：光源的不稳定性、望远镜的定位误差、偏振片的品质差异等。
为减小误差，我们可以使用更稳定的光源、精确调整望远镜的角度，并使用质量较好的偏振片。
六、实验应用布儒斯特角的测量方法在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在材料科学中，可以通过测量布儒斯特角来研究材料的光学性质；在光学仪器中，可以利用布儒斯特角来测量光学元件的角度等。
七、实验结论通过本实验的布儒斯特角测量，我们验证了光的偏振现象，并了解了布儒斯特角的测量原理和方法。
基于布儒斯特定律测折射率的实验仪器设计
结构、组成、浓度、温度等特性，因此在生 程度也随之改变，当入射角满足
调节装置。
产生活各个领域中都有很重要的应用。现
tani0=n2/n1
(1)
载物台支架：仪器整体基于可调平底
有的折射率测量方法有很多，我们归结为 时，反射光中就只有垂直于入射面的光振 座 11上。载物台 1的侧面标有 0°~180°
以下几种：
率[J].大学物理实验,1998,11(2):20~21.
观察到反射光点明暗不断变化直到完全
作者简介：杨文锦，女，1985年出生，山西交城县人，讲师，研究方向：高能粒子方面。
同。
基金项目：山西省教学改革创新（2017120）；太原工业学院 2018年大学生创新创业训练
将三棱镜放置于载物台 1上，只要求
项目（20181010）。ຫໍສະໝຸດ 三棱镜的一个反光侧面大致朝前。
年第 期
河北
机电·教育·推广
承接到激光经由棱镜侧面反射出来的光
我们可以在两面平行的基板表面（基
[5]辛督强,朱民,解延雷,张涛.测量液
点。
板很薄，最好是不透明材料，并和液体不 体折射率的几种方法[J].大学物理,2007,26
转动偏振片 8，观察光屏上的反射光 发生化学反应）附一层薄的液体膜，且只 (1):34~37.
[14,16]
光屏装置：光屏 10垂直安装在支架 9上，并可沿其上下移动，支架 9上均匀 刻有最小分度值为 0.5mm的刻度线。
竖直调节装置：支架 6、9垂直安装在 支架 4、5上，并可沿其移动，支架 4、5上 有最小分度值为 0.5mm的刻度线。支架 4、5与滑块 2、3竖直方向铰接，使两支架 可绕滑块在竖直方向转动。
2仪器设计 仪器的整体外观设计，如图 2所示：
用布儒斯特定律测薄膜折射率
用布儒斯特定律测薄膜折射率
张金平
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】1996(000)003
【摘要】当光线从介质1射入介质2时,若入射角i=i_B=tg^(-1n2/n1),反射光中只有与入射面垂直的振动r⊥,而平行分量r∥=0,这就是布儒斯特定律,i_B即是布儒斯特角。
直接利用布儒斯特定律测定介质或薄膜的折射率可采用以下步骤:以一束振动方向平行于入射面的线偏振光,从空气(n_1=1)中入射到折射率为n的介质或薄膜上,当入射角为布儒斯特角时。
【总页数】2页(P12-13)
【作者】张金平
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O484.41
【相关文献】
1.应用布儒斯特定律测定玻璃的折射率 [J], 关小泉
2.利用布儒斯特定律测玻璃折射率实验过程分析 [J], 王旭;李淼;梁晓东
3.应用布儒斯特定律测定物质折射率的学生实验 [J], 刘光兰
4.利用布儒斯特定律测玻璃折射率实验过程分析 [J], 王旭;李淼;梁晓东
5.基于布儒斯特定律测折射率的实验仪器设计 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B
布儒斯特角法
利用折射定律，可知布儒斯特角满足下式
n2 tan B n1 n ，只要测得B，就能算得 若已知背景折射率 1
样品折射率n2 对金属薄膜 n 测量的是 n实部
为复数，用布儒斯特角法
实验方法
改变入射角度，用光强 度计器寻找反射光的位 置，并记录对应入射角 的反射光强数据 寻找反射光光强最小时 对应的入射角即是布儒 斯特角 利用布儒斯特角计算样 品的折射率
实验光路图
样品制备
采用磁控溅射的方法制 备铜膜样品 样品的制备条件：功率 8W，电流0.2A，工作 气压1Pa 控制溅射时间制备不同 厚度的样品
样品编号 溅射时间 /min
0 1 2 3
5 4 3 2
测量得各实验样品的折射率
样品
编号 0 1 2
溅射
时间 （min） 5 4 3
折射率
n1 n tan B
2.14 2.47 3.30
3
2
3.45
介质基底
铜膜
反射光强的极小值降到0 完全消光
反射光强的极小值没有降到 0 不完全消光
不完全消光现象
不完全消光现象分析
实验检测最小时反射光的偏振性质，确定为P 偏振光
影响反射率最小值的两个因素
金属薄膜折射率的虚部 薄膜的两个界面多次反射
计算结果表明，总反射光强最小值不为零 衰减系数相关的参量2 d 随膜的厚度增加而 增大 计算结果与实验曲线符合
实验分析及结论
铜膜经过热处理以后，样品的折射率远大于基 底的折射率.其数值大约为2.5~3.5 因为样品的Cu/Cu2O比例不一样，相同基片上 的铜膜，厚度不同，折射率也不同 衰减随薄膜厚度增加而增加 上下表面多次反射及光吸收模型能成功解释在 布儒斯特角处反射光强不为零的现象
因素一：金属薄膜折射率的虚部
考虑到金属薄膜具有复折射率：
薄膜介电常数： 2 =n2 i 空气介电常数：1 n1 1
反射光强公式变为：
E ' sin cos sin "cos " i sin "cos / n1 E sin cos sin "cos " i sin "cos / n1
实验分析及结论
随后的工作
可以通过构建支架，搭建稳定性高的光路，来提
高测量精度 建立样品厚度的测量方案，讨论样品厚度与折射 率的关系 定标厚度与折射率的关系后可通过测量折射率来 方便的确定铜膜厚度。
谢谢！
分别取参数 3 和 0 ，做反 射率随入射角 的变化曲线， 反射率的极小 值不为零。
因素一：金属薄膜折射率的虚部
因素二：薄膜上下表面多次反射
金属薄膜样品在界面1、2上都有反射效应 可只考虑界面1、2各反射一次 同时，计及界面2反射光的衰减因子e 2 d cos ''
布儒斯特角法测量 金属薄膜折射率
——并解释不消光现象
布儒斯特角法
P偏振光入射到介质1、 2的界面，其反射光遵 循如下公式：
当入射角和折射角满足 E "=90o 时， // ' 0 此时入射角称为布儒斯 特角 B
E/ / ' tan( ") E/ / tan( ")
2 2
e-2 d cos ''
2
用参数2 d 和 n 描述薄膜的厚度和折射率
因素二：薄膜上下表面多次反射
1、2、3号样品模拟与实验结果对比
参数表：
样品 编号
1
2 d n
1.7 2.5
2
1.53Βιβλιοθήκη 331.43.4
因素二：薄膜上下表面多次反射
因素二：薄膜上下表面多次反射
则反射率的表达式为：
R rp2 rp22 e-2 d cos '' n2cos n 2 sin 2 2 2 2 n cos n sin
2
2 sin sin n ' 1 2 n '2 2 n n 2 sin2 sin2 2 n ' 1 2 n ' 2 n n