偏振光实验中的定量分析

3.3.3 用波片产生圆偏振光和椭圆偏振光 使起偏器和检偏器
正交，用 λ/4 波片代替 λ/2 波片，转动 λ/4 波片使消光。再将 λ/4 波
片转动 15 度，然后将检偏器转动 360 度，观察现象，并分析这时从
2.3 波片的特性[3] 波片是一种对二垂直振动分量提供固定相 λ/4 波片出来光的偏振状态。依次将转动总角度为 30 度，45 度，60
2 15.8 14.9 13.8 11.9 9.8 7.4 4.9
2.2 0.9 2.2 0.9
0 0
入射光转过了 2θ 角，当 θ＝45，振动 90°。
（μA） 3 15.6 14.9 13.6 11.8 9.5 6.9 4.6 2.3 0.8 0
— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
一个相位差，将会改变偏振状态。
θ（度） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
2.3.1 半波片 半波处的附加相位延迟差为 δ=2π（No-Ne）d/λ=
（2m+1）π （m=0，±1，±2，…），出射光仍为线偏振光，振动面方位较
1 15.6 15.1 14.0 12.6 10.2 7.8 4.8 I
表 2 通过计算得到的 cos2θ-I 相应的数据如下（0-90 度）
利用 Excel 软件对偏振光实验测量中的数据进行处理。
度盘上的角度示值 θ，θ 即为两偏振片透光轴平行时，偏振片度盘上
1 仪器用具
的角度示值。将起偏器每转动 10°，记下照度计的示值。如表 1 所示，
KF-WZS 型偏振光实验仪一套，起偏器，1/2 波片及转动装置， 并以 cos2θ 为横坐标，I 为纵坐标作 I~cos2θ 关系曲线如下所示，由此
Value Engineering
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偏振光实验中的定量分析
Quantitative Analysis in the Polarized Light Experiments
丰建梅 Feng Jianmei；丁宏亮 Ding Hongliang；芦立娟 Lu Lijuan
（浙江海洋学院，舟山 316000） （Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316000，China）
关 键 词 ：马吕斯定律；布儒斯特角；玻片；偏振光；定量分析
Key words: Malus law；Brewster；slide；polarized light；quantitative analysis
中 图 分 类 号 ：O43
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2010）35-0139-02
Key words: video surveillance system；intelligent video surveillance；abnormal behavior recognition；prison
中 图 分 类 号 ：TP39
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2010）35-0140-02
0 引言
2.3.2 1/4 波片 1/4 波片的附加相位差为 δ=2π（No-Ne）d/λ=
光的偏振特性研究是从人们进一步认识和研究晶体光学和许 （2m+1）π/2 （m=1，±1，±2，…），线偏振光通过 1/4 波片后，出射光
多重要光学仪器的基础，而研究的主要内容就是观察在对马吕斯定 将变为长、短半轴等于 Ae，Ao 的椭圆偏振光。当 θ＝45°时，Ae＝Ao＝A/
作 者 简 介 ：张俊芳（1974-），女，辽宁营口人，硕士，讲师，研究方向为安全防 范技术，消防技术与 CAD。
现给监控者。使监控者可以摆脱大量繁杂无关信息的干扰，并能在 异常情况发生时做出及时反应，使视频监控系统重新成为防范于未 然的重要手段。
1 智能视频监控技术 从上世纪 90 年代中期开始，卡耐基梅隆大学（CMU）和麻省理 工学院（MIT）的视觉监控重大项目 VSAM（Visual Surveillance and Monitoring）以及其它科研机构的研究成果，推动了智能视频监控系 统的发展。智能视频监控系统可以解决两个主要问题：一个是将安 防操作人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务中解脱出来，由机器来完 成这部分工作，对异常情况能够及时处理等，比如报警等；另外一个 是为在海量的视频数据中快速搜索到想要找的图像。智能视频监控 的核心内容是对特定目标的自动检测、跟踪与异常行为识别，包括
Application of Technology of Intelligent Video Surveillance in Prison
张俊芳 Zhang Junfang
（浙江警官职业学院，杭州 310018） （Zhejiang Police Vocational Academy，Hangzhou 310018，China）
the prison monitoring system into analyzing things and advance warning. Prison sentence as the penalty enforcement authorities shoulder the important
function of maintaining social peace and stability, preventing and reducing crime, so they need to use modern technology to ensure the performance of the
位差的元件，是从单轴晶体中切割下来的平面平行板，其表面平行 度，90 度，每次将检偏器转动，记录所观察到的现象（表 5）。
于光轴。δ=2π（No-Ne）d/λ 式中 d 为波片厚度，λ 为光在真空中的波
4 实验数据记录及处理
长。于是，入射的偏振光通过滤片后，由于其二垂直分量之间附加了
表 1 验证马吕斯定律
的介质时，当入射角满足：tgib
=
n2 n1
，反射光就变为振动方向垂直于
入射面得完全偏振光，而折射光仍为部分偏振光。i 称为布儒斯特
I~θ 关系曲线，如图 4 所示。 3.3 观察波片现象 3.3.1 定偏振片光轴 把所有器件按原理图的顺序摆放在平台
上，调至共轴。旋转第二个偏振片，使起偏器的偏振轴与检偏器的偏
学；芦立娟（通讯作者）（1963-），女，吉林东风人，本科，高级实验
2 0.6 （μA）
1.8
3.9 5.8 9.1 11.7 13.6 14.9 15.8
师，研究方向为光学物理实验。
3 0.7 1.9 3.6 6.1 8.9 11.7 13.8 14.7 15.8
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价值工程
智能视频监控技术在监狱中的应用
then uses computer software (Excel) to analyze the measurement data in the experiment of polarized light, so that students can more deeply understand
and master the polarization experiment.
后，透射光的光强度为 I=I0cos2α，其中 α 是线偏振光的光振动方向 数，在读数最大处固定转臂，旋转检偏器，旋转至一周，观察功率计
与检偏器透振方向间的夹角，该式称为马吕斯定律。
功率变化，并分析原因。如表 3 所示，并以 θ 为横坐标，I 为纵坐标作
2.2 布儒斯特定律 [3] 光从折射率为 n1 的介质射向折射率为 n2
θ（度） 100 110 120 130 140 150 160 170 180
作 者 简 介 ：丰建梅（1989-），女，浙江衢州人，本科，教师，研究方向为计算机；
丁宏亮（1987-），男，安徽巢湖人，本科，教师，研究方向为物理光
1 0.8 1.9 4.0 6.2 9.2 11.7 13.8 14.8 15.5 I
摘 要 ：本文根据理论和实验两方面对有关偏振光的问题进行定量分析，利用计算机软件（Excel）对偏振光实验的测量数据进行分析处理，使
学生能更深刻的理解和掌握偏振光实验。
Abstract: According to both theoretical and experimental aspects, this paper conducts quantitative analysis of the issues related to polarized light,
检偏器转动 360 度，观察发生的现象，仍使起偏器和检偏器处于正
交（即处于消光现象时），插入 λ/2 波片，使消光，再将转 15 度，破坏
其消光。转动检偏器至消光位置，并记录检偏器所转动的角度。继续
将 λ/2 波片转 15 度（即总转动角为 30 度），依次使 λ/2 波片总转角
为 45 度，60 度，90 度，记录检偏器消光时所转总角度（表 4）。
律的验证和观察布鲁斯特角进行定量直观的研究。其次，传统的数 2，出射出光为一圆偏振光。
据处理（手工作图），误差较大，难以达到精确研究的目的。随着电子
3 调试方法及步骤
技术的不断发展，Excel 这一工具，编辑为一体的办公软件，独特的
3．1 验证马吕斯定律 调整两偏振片透光轴平行。方法是将起
功能、简单的方法得到了大众的青睐，为提高效率和减少误差，本文 偏器不动，转动检偏器，直到照度计示值最大为止。此时记下检偏器
检偏器，光电转换装置，1/4 波片及转动装置，玻璃堆，转台，光源，功 验证马吕斯定律，如图 3 所示。
率计，转臂，导轨。
3.2 观测光以布儒斯特角入射的偏振现象 去掉起偏器，把玻
2 实验原理
璃堆放置转台中心位置，用压片固定，调节转台使玻璃堆与入射光
2．1 马吕斯定律[2] 一束光强度为 I0 的线偏振光，透过检偏器以 线垂直，完毕将玻璃堆转至布儒斯特角，转动转臂，观察功率计读
摘 要 ：智能视频监控技术将被动监控变为主动监控，将监狱监控系统的事后分析变为事中分析和事前预警。监狱作为国家的刑罚执行机关，
担负着维护社会安宁和稳定、预防和减少犯罪的重要职能，更需要运用现代科技手段来保证职能的履行。本文在分析智能视频监控技术的基础
上，探讨了其在监狱中的具体应用。
Abstract: The technology of intelligent video surveillance changes the passive monitoring to active monitoring, and changes the post hoc analysis of
角。由折射定律
sinib sinr
= n2 n1
和布儒斯特定律
tgib
=
n2 n1
可以证明：当入射
角等于
i
时反射光和折射光相互垂直。即：ib+r=
π 2
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振轴相互垂直，观察消光现象。 3.3.2 考察平面偏振光通过 λ/2 波片时的现象 在两块偏振片
之间插入 λ/2 波片，把 X 轴旋转二维架转动 360 度，观察消光的次 数并解释这现象。将 λ/2 波片转任意角度，这时消光现象被破坏。把
functions. Based on the analysis of the technology of intelligent video monitoring, this paper discusses its specific application in prison.
关键词： 视频监控系统；智能视频监控；异常行为识别；监狱
0 引言 监狱视频监控系统是监狱安防系统的重要组成部分，它对于监 督犯人的改造、防范监狱内突发事件的发生都起到不可替代的作 用。传统的视频监控模式，在大多时候只能用于事后取证，无法起到 预防、预警的作用。同时随着监控系统图像路数的增加，狱警人手相 对紧张，使监控的效率大打折扣，为此提出新一代监控— ——智能视 频监控（IVS Intelligent Video Surveillance）的概念。智能视频监控的 目的是在无需人为干预的情况下，利用计算机视觉和图像分析的方 法对摄像机拍摄的图像序列进行自动分析，将有用的信息提取后呈 — —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——