偏振光的观测和检验
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析偏振光的观察可以通过一些特定的实验装置来实现。
例如，可以使用偏振片和分析器来检测光的偏振状态。
偏振片是一种光学元件，它能够选择性地通过振动方向与特定方向相同的光，而将其他方向的光消除或减弱。
这样，当光通过偏振片时，只有特定方向的光能通过，其他方向的光被过滤掉了。
而分析器是另一种偏振片，在实验中用于检测偏振光。
当通过偏振片的光到达分析器时，如果它们的振动方向相同，那么光将能够通过分析器，我们可以观察到透过分析器的光强度。
如果它们的振动方向不同，那么光将被分析器阻止通过，我们将观察不到通过分析器的光。
通过使用偏振片和分析器的实验装置，可以进行一系列的观察和分析。
首先，我们可以通过调整偏振片和分析器之间的相对角度来观察最大和最小光强的变化。
当振动方向相同时，光强度最大，当振动方向垂直时，光强度最小。
通过这一观察结果，我们可以得出结论，光强度与振动方向之间存在关联。
其次，我们可以观察光的偏振状态的改变。
例如，可以用线性偏振光源辐射出一个固定方向的偏振光，然后通过一系列的偏振片和分析器来调整光的偏振状态。
通过观察光在不同偏振状态下的传播特性，我们可以了解光的偏振性质以及不同偏振状态下光的行为差异。
除了观察外，我们还可以进一步分析偏振光的性质。
例如，通过使用偏振片和分析器，我们可以测量通过透过分析器的光强度，并进一步计算出偏振光的偏振度。
偏振度是一种度量光偏振状态的物理量，它可以用来描述光的偏振程度。
对于完全偏振的光来说，其偏振度为1，而对于完全偏振的光来说，其偏振度为0。
此外，偏振光的观察和分析还可以应用于实际生活中的一些领域。
例如，在电子显示技术中，液晶显示器使用偏振器和光调制器来控制光的偏振状态，从而实现图像的显示和切换。
在光通信中，偏振光也被广泛应用于光纤传输和光信号处理中，以提高传输速率和信号质量。
总之，偏振光现象的观察和分析可以帮助我们更深入地了解光的性质和行为。
通过观察光的光强度变化以及偏振状态的改变，我们可以探索光的偏振性质和对其进行分析。
偏振光现象的观察与检验
偏振光现象的观察与检验光偏振现象的观察和检验⼀、实验⽬的1.观察光的偏振现象，了解偏振光的种类；2.掌握偏振光的产⽣及检验⽅法；3.了解波⽚的作⽤。
⼆、实验器材氦氖激光光源（1个），1/2波⽚（1⽚），1/4波⽚（1⽚），偏振⽚（2⽚），底座（4个），光电转换器（1个）。
三、实验原理（⼀）偏振光的种类光是电磁波，光的偏振现象表明光是⼀种横波，即电磁振动⽅向与光的传播⽅向垂直。
光作为电磁波，光波中含有电振动⽮量和磁振动⽮量，就光与物质的相互作⽤⽽⾔，起主要作⽤的是电⽮量，通常称电⽮量为光⽮量。
并将光⽮量和光的传播⽅向所构成的平⾯称为光的振动⾯。
根据光⽮量的振动状态，可以把光分为五种偏振态，结合图15-1认识下⾯⼏种偏振态的概念：1.⾃然光：如果在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光⽮量的振动⽅向是⽆规则地变化着的，且发⽣在各个⽅向的概率均等，即各个⽅向的平均振幅相等,称此种光为⾃然光。
2.部分偏振光：如果某些⽅向光⽮量的平均振幅较⼤，某些⽅向光⽮量的平均振幅较⼩，则称为部分偏振光。
3.线偏振光：如果光⽮量沿着⼀个固定⽅向振动，则称此种光为线偏振光或称平⾯偏振光。
4.椭圆偏振光：光⽮量的⼤⼩和⽅向都作规则的变化，在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光⽮量的⽮端运动轨迹是椭圆，称此种光为椭圆偏振光。
5.圆偏振光：当椭圆偏振光中光⽮量的⼤⼩不变，只是⽅向作规则的变化，光⽮量的⽮端运动轨迹是圆，称此种光为圆偏振光。
（⼆）线偏振光的产⽣1.⽤偏振⽚来获取线偏振光偏振⽚是⼀种具有⼆向⾊性的晶体，所谓⼆向⾊性是指该晶体对两个相互垂直振动的光⽮量具有不同的吸收本领。
当⾃然光通过⼆向⾊性晶体时，其中⼀⽅向的振动⼏乎完全被吸收，则透射出来的光为线偏振光。
2.反射和折射产⽣偏振光根据布儒斯特定律，当⾃然光以=arctan n的⼊射⾓⼊射到折射率为n的玻璃表⾯上时，其反射光为完全的线偏振光，振动⾯垂直于⼊射⾯，称为布儒斯特⾓。
此时透射光为部分偏振光，如果⾃然光以⾓⼊射到⼀叠平⾏玻璃⽚堆上，则经过多次反射和折射，最后从玻璃⽚堆透射出来的光也接近于线偏振光。
偏振光的观测与研究~~实验报告
偏振光得观测与研究光得干涉与衍射实验证明了光得波动性质。
本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H得振动方向就是垂直于光得传播方向得。
光得偏振性证明了光就是横波,人们通过对光得偏振性质得研究,更深刻地认识了光得传播规律与光与物质得相互作用规律。
目前偏振光得应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置得各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术得检验等,提供了极有价值得方法。
【实验目得】1.观察光得偏振现象,加深偏振得基本概念。
2．了解偏振光得产生与检验方法。
3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。
【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4波片、１／２波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图1实验仪器实物图【实验原理】1.偏振光得基本概念按照光得电磁理论,光波就就是电磁波，它得电矢量Ｅ与磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光得传播方向。
从视觉与感光材料得特性上瞧,引起视觉与化学反应得就是光得电矢量,通常用电矢量E代表光得振动方向,并将电矢量E与光得传播方向所构成得平面称为光振动面。
在传播过程中,光得振动方向始终在某一确定方位得光称为平面偏振光或线偏振光,如图２（a)。
光源发射得光就是由大量原子或分子辐射构成得。
由于热运动与辐射得随机性,大量原子或分子发射得光得振动面出现在各个方向得几率就是相同得。
一般说，在１0-6ｓ内各个方向电矢量得时间平均值相等,故出现如图2(b)所示得所谓自然光。
有些光得振动面在某个特定方向出现得几率大于其她方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2（c)所示得所谓部分偏振光。
还有一些光,其振动面得取向与电矢量得大小随时间作有规则得变化,其电矢量末端在垂直于传播方向得平面上得移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样得光称为椭圆偏振光（或圆偏振光),如图2(ｃ)所示。
图2 光波按偏振得分类2.获得偏振光得常用方法(1)非金属镜面得反射。
偏振光的观测与研究实验注意事项
偏振光的观测与研究实验注意事项偏振光是一种波长为567 nm的光，具有波长长范围大的特点。
偏振光是一种很难观测到的光，一般情况下只有在强振动或者长时间震动的环境中才能观测到，但是我们可以通过偏振光所发出的光进行测量。
偏振是一种光波，它由偏振光的激发而产生，我们把它叫做偏振光。
我们通过偏振光对光子发出光的位置进行测量就可以获得光子的偏振方向。
如果在光线传播的过程中，光线方向始终和偏振光的偏振方向保持一致就可以观测到光子的偏振方向。
所以在实验上对偏振方向观测实验是十分必要的。
今天为大家介绍偏振光观测实验时必须注意事项。
1.由于偏振光具有强烈的激发性质，所以必须保持偏振光的光强与光激发强度一致，实验中必须保证偏振光具有良好的亮度，才能观测到偏振光。
一般情况下，如果偏振光的亮度非常高，而光强很小，就不能很好地被测量出来。
因此，为了提高偏振光强度以获得最佳的光强和偏振方向，我们必须对偏振光进行严格的控制，使其亮度尽量高和其光强尽可能大。
一般情况下，为了使偏振光的光强尽量大，最好同时也要保证偏振方向与光强的一致性。
在偏振光观测实验中常用的偏振光源有: LED光源、卤素光源、氮化镓光源等。
不同类型的光源具有不同的光强范围与激发强度：其中最好的光源适用于较强振动光线下观测，如用来拍摄偏振光时使用最好的光源。
光源通常采用卤素光源或氮化镓光源。
由于这种光源强度很高，光束中几乎不含有其他成分，所以我们可以通过调节光源亮度来达到最佳的光强和偏振光性能。
当光源中存在着各种成分时，我们需要特别注意光源亮度与激发强度之间有一个简单匹配关系。
2.要想获取偏振光的光强，在光线传播过程中一定要保持与偏振光偏振方向一致，而且必须保证偏振光不受环境因素的影响。
因为偏振光的传播速度会受到很多的影响。
一般情况下只要偏振光偏振方向与光线传播方向一致就可以获得一定程度上的光强。
但是如果偏振光传播速度与光线传播速度不同，则会导致偏振光发射出的光强和偏振光的偏振方向产生较大的差异。
实验六偏振光的观测与分析
实验六偏振光的观测与分析引言：偏振光是一种特殊的光，它的电场在振动方向上只有一个方向。
偏振光的观测与分析在光学实验中十分重要，可以用来研究光的传播和相互作用。
本实验旨在通过观察和分析偏振光的特性，探究光的偏振现象及其在光学中的应用。
实验过程：1. 准备工作：将实验所需仪器和材料准备齐全，包括偏振光源、偏振片、定标尺、平面镜、倾斜角度调节装置等。
2. 实验装置搭建：将偏振光源放置在实验台上，与一组偏振片相连，并通过倾斜角度调节装置将光线投射到平面镜上，再经过第二组偏振片最后观察。
3. 观察光强的变化：在第二组偏振片上，逐渐改变两组偏振片之间的角度差，仔细观察光线通过第二组偏振片后的光强变化情况。
4. 记录实验数据：将观察到的光强变化情况以及角度差记录下来，方便后续的数据分析。
5. 分析光的偏振状态：根据实验数据分析得到的光强变化规律，判断光的偏振状态。
比如，当两组偏振片之间的角度差为90°时，通过观察到的最大的光强变化可以判断光的振动方向。
6. 数据处理：将实验数据进行处理，并绘制出相应的图表，以更直观地表示光的偏振状态和规律。
7. 拓展实验：可以进一步观察不同类型的偏振片对光的偏振状态的影响，以及探究光的偏振与介质的相关性等。
实验原理：1. 光的电场矢量：光的电场在空间中的分布状态可以用电场矢量表示。
如果电场矢量在振动方向上只有一个方向，那么光就是偏振光。
2. 偏振片：偏振片是用来筛选偏振光的光学元件，它具有特殊的结构和材料，可以选择性地传递或者吸收特定方向的偏振光，将其他方向的光过滤掉。
3. 马吕斯定律：马吕斯定律描述了光通过两组偏振片的情况。
根据马吕斯定律，当两组偏振片的振动方向垂直时，透射光最弱；当两组偏振片的振动方向平行时，透射光最强。
4. 相位差和光强的关系：对于偏振光，相位差的变化会直接影响透射光的光强。
当两组偏振片的振动方向相差90°时，透射光的光强变化最为显著。
偏振光的观察与研究实验报告
偏振光的观察与研究实验报告一、实验目的１. 观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。
2. 了解偏振光的产生和检验方法。
3. 观测椭圆偏振光和圆偏振光。
二、实验仪器偏振光观察与研究的实验装置包括一下几个部分：光源(可发出多种类型激光)，偏振片，波晶片(λ/２和λ /４波长) ，光屏。
1.光源：双击实验桌上光源小图标弹出光源的调节窗体。
单击调节窗体的光源开关可以切换光源开关状态;可以选择光源发出光的类型,包括自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、线偏振光、部分偏振光。
光源默认发出是自然光。
2.偏振片：双击桌面上偏振片小图标,弹出偏振片的调节窗体。
初始化时偏振片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准。
最大旋转范围为 360°，最小刻度为１°。
可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转偏振片。
3.波晶片：分为λ /2 和λ /4 波长波片，双击桌面上波晶片小图标,弹出波晶片的调节窗体。
初始化时波晶片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。
最大旋转范围为360°,最小刻度为 1°。
三、实验原理1. 偏振光的概念和产生:光的偏振是指光的振动方向不变,或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。
光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光。
反射光中的垂直于入射面的光振动(称s分量）多于平行于入射面的光振动(称ｐ分量）;而透射光则正好相反。
在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象,即入射角为一特定值时，反射光成为完全线偏振光(s分量）。
折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直。
2．改变偏振态的方法和器件：①光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，利用光学双折射的原理制成的;②偏振片:它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.马吕斯定律：马吕斯在 1809 年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为，其中的α是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角。
偏振光的观察与应用的相关实验
1偏振光的观察和应用【实验目的】1．观察光的偏振现象，产生和检验偏振光；2．利用旋光现象测定溶液的浓度。
【实验原理】光是特定频率范围的电磁波，在这种电磁波中起主要作用的是电场矢量，因此电场矢量又称为光矢量E 。
电磁波是横波，因此光矢量的振动方向与光的传播方向垂直。
若光矢量的方向随机的改变，则称为非偏振光。
若光矢量的方向不随机改变，而是确定的或是有规律的变化，则称为偏振光。
光的振动方向和传播方向组出的平面称为振动面。
在垂直于光传播方向的平面内，光矢量E 有多种不同的振动状态，称为偏振态。
1. 三种偏振态（1）完全偏振光如果光矢量始终沿某一方向振动，这样的光称为线偏振光。
由于线偏振光的光矢量保持在固定的振动平面内，所以又称平面偏振光。
如果光矢量的大小和方向随时间做周期性的变化，且光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内描绘出椭圆的轨迹，这样的光称为椭圆偏振光；若描绘的轨迹为圆形，则称为圆偏振光。
（2）非偏振光如果在垂直于光传播方向的平面内，沿各方向振动的光矢量都有，但平均说来，光矢量的分布各向均匀，且振幅相同，这样的光称为非偏振光，又称自然光。
可以用两个相互独立的、等振幅的、振动方向相互垂直的线偏振光来表示自然光。
（3）部分偏振光如果在垂直于光传播方向的平面内，沿各方向振动的光矢量都有，但振幅不同，即存在优势方向，这样的光称为部分偏振光。
2. 偏振光的产生（起偏）产生线偏振光的方法有三种：（1）偏振片，利用某些晶体的选择吸收性，只允许一个方向的振动通过。
（2）尼科耳棱镜，利用方解石的双折射性质制成，只允许一束偏振光（e 光）通过，而另一束偏振光（o 光）将被全部反射。
（3）介质表面的反射，当自然光以起偏振角入射时，反射光中只有振动方向垂直入射面的线偏振光。
用于产生线偏振光的元件叫起偏振器（或起偏振片），用于鉴别偏振光的元件叫检偏振器（或检偏振片），两者可通用，仅是所放的位置不同而已。
按马吕斯定律，如果线偏振光的振动面与检偏振器的偏振化方向的夹角为θ，则强度为I 0的线偏振光，通过检偏振器后的光强为θ20cos I I = （1）3. 波片，椭圆偏振光和圆偏振光如果将双折射晶体切割成光轴与其表面平行的晶片，当线偏振光垂直入射到晶片时，o 光与e 光传播方向相同，但折射率不同，传播速度也就不同，因此透过晶片后，两种光就会产生恒定的相位差：λπϕ)(2e o n n d -=∆ （2）式中，λ为该线偏振光在真空中的波长，n o 和n e 分别为o 光和e 光的折射率，d 为晶片的厚度。
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析偏振光现象的观察和分析引⾔：光的偏振现象有法国⼯程师马吕斯⾸先发现。
对光偏振现象的研究清楚地显⽰了光的横波性，加深了⼈们对光传播规律的认识。
近年来光的偏振特性在光调制器、光开关、光学计量、应⼒分析、光信息处理、光通信、激光、光电⼦器件中都有⼴泛应⽤。
本实验利⽤偏振⽚和1/4波⽚观察光的偏振现象，并分析和研究各种偏振光。
从⽽了解1/4波⽚和1/2波⽚的作⽤及应⽤，加深对光偏振性质的认识。
实验原理1、偏振光的种类。
光可按光适量的不同振动状态分为五类：（1）线偏振光（2）⾃然光（3）部分偏振光（4）园偏振光（5）椭圆偏振光使⾃然光变成偏振光的装置称为起偏器，⽤来检验偏振光的装置称为检偏器。
2、线偏振光的产⽣。
（1）反射和折射产⽣偏振⾃然光以 i B =arc tan n 的⼊射⾓从空⽓⼊射⾄折射率为n 的介质表⾯上时，反射光为线偏振光。
以 i B ⼊射到⼀叠平⾏玻璃堆上的⾃然光，透射出来后也为线偏振光。
（2）偏振⽚。
利⽤某些晶体的⼆向⾊性可使通过他的⾃然光变成线偏振光。
（3）双折射产⽣偏振。
⾃然光⼊射到双折射晶体后，出射的o 光和e 光都为线偏振光。
3、波晶⽚4、线偏振光通过各种波⽚后偏振态的改变。
在光波的波⾯中取⼀直⾓坐标系，将电⽮量E 分解为两个分量E X 和E y ，他们频率相同都为ω，设E y 相对E X 的相位差为?φ，即有E X =A x cos ωt （2）E y =A y cos(ωt +?φ) （3）由（2）、（3）两式得，对于⼀般情况，两垂直振动的合成为： e 轴O 轴θ光轴图 1E x2 A x2+ E y2A y22 E x2 E y2A x2A y2cos?φ=sin2?φ（4）注意对于线偏振光通过波⽚的情况?φ取决于o光和e光⼊射时的相位差和由波晶⽚引起的相位差δ之和；⽽ E X为线偏振光振幅E在o轴的分量， E y为e轴的分量。
从上⾯垂直振动合成的⼀般情况出发可以得出以下结论：（1）线偏振光的振动⽅向与波⽚的光轴夹⾓为θ或π/2，或者通过1/2波⽚仍为线偏振光。
偏振光的观察与分析实验报告
偏振光的观察与分析实验报告实验目的：通过对偏振光的观察与分析，加深对光的性质的认识，掌握偏振光的基本概念及其实验方法。
实验原理：偏振光是指只在一个方向上振动的光，它的光场只能偏振在一个平面内，并且在许多情况下，它可以作为沿一个方向运动的电磁波表示。
偏振光的产生有很多方法，包括自然偏振、偏振器制备和偏振器过滤等。
实验步骤：1.用偏振片观察自然光;2.将两个偏振片平行摆放，观察光透过后的亮度和颜色;3.将两个偏振片垂直摆放，观察光透过后的亮度和颜色;4.调节两个偏振片的夹角，观察光透过后的亮度和颜色变化;5.用光强计分析不同情况下透过的光强;6.观察偏振光与自然光波形的差异;7.使用磷酸二氧铬振荡镜测定光波的振荡方向;实验结果：经过实验，我们得到了以下结论：1.如果将两个偏振片平行放置，则完全透过的光强最大，这是因为平行摆放的偏振片可以让所有光线的振动方向与偏振片的传播方向相同。
2.如果将两个偏振片垂直放置，光完全被吸收，这是因为两个方向相互垂直的偏振片会阻挡所有光线。
3.找到适当的偏振片夹角可以改变透过的光强，因为当两个偏振片的传输方向不同时，只有振动方向与传播方向夹角为45°时，才能最大化透过的光强。
4.偏振光的波形在形状和方向上都有所不同于自然光，因为偏振光中只有一个振动方向的光波，而自然光包含了多个方向的光波。
5.使用磷酸二氧铬振荡镜可以精确测定光波的振荡方向，因为只有振荡方向与磷酸二氧铬振荡镜的分子排列方向相同时，才能通过。
结论：本实验通过对偏振光的观察和分析，加深了我们对光的性质的认识，掌握了偏振光的基本概念和实验方法，为我们今后的学习和研究打下了基础。
偏振光的观察与研究
实验报告PB09214023葛志浩 PB09214047卢焘 2011-11-22 得分：实验题目：偏振光的观察与研究实验目的:1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。
2．了解偏振光的分类以及产生和检验方法，掌握马吕斯定律。
3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。
实验仪器：激光器，起偏器，检偏器，硅光电池，1/4波片，光电流放大器，分束板。
实验原理：一，偏振光的基本概念和分类光的偏振是指光的振动方向不变，或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。
光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光 二，产生偏振光的方法：1，利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
反射光中的垂直于入射面的光振动（称s 分量）多于平行于入射面的光振动（称p 分量）；而透射光则正好相反。
在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象，即入射角为一特定值（称为布雷斯特角）时，反射光成为完全线偏振光（s 分量）。
折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直，这种现象称之为布儒斯特定律。
该方法是可以获得线偏振光的方法之一。
通过测量介质的布雷斯特角可以得到介质的折射率。
12n n tg =α ）1（2，利用光学棱镜，如尼科尔棱镜，格兰棱镜等。
3，利用偏振片。
三，改变光的偏振态的元件——波晶片。
平面偏振光垂直入射晶片，如果光轴平行于晶片表面，会产生比较特殊的双折射现象，这时非常光e 和寻常光o 的传播方向是一致的，但速度不同，因而从晶片出射时会产生相位差。
线偏振光垂直入射1/4波片，其振动方向与波片光轴成角θ，则出射光的偏振态与θ的关系如下： 1，20πθ或=时，出射光为线偏振光；2，4πθ=时，出射光为圆偏振光；3，θ为其它值时，出射光为椭圆偏振光。
利用偏振片可以由自然光得到线偏振光，利用1/4波片可以由线偏振光得到圆偏振光和椭圆偏振光。
四，马吕斯定律：θ20cos I I = （2）实验内容及步骤：一，调节仪器和观察消光现象。
偏振光的观察与研究实验报告数据(精选10篇)
偏振光的观察与研究实验报告数据偏振光指的是只在一个平面上振动的光，它的传播方式与普通光有所不同。
由于其具有特殊的偏振状态，因此可以在各个领域中发挥重要作用。
在本次实验中，我们对偏振光的观察与研究进行了探究。
一、实验目的1. 学习偏振光的概念及其传播方式。
2. 观察线偏振器和波片对偏振光的影响。
3. 研究偏振光的干涉现象。
二、实验仪器及材料1. 两个偏光片2. 一块玻璃板3. 一块亚克力板4. 一束激光光源5. 一个手机屏幕三、实验步骤1. 将一块玻璃板和一块亚克力板插入两个偏光片之间，调整偏光片的方向，观察得到的光的强度变化。
2. 将一个偏光片放置在激光器前，记录得到的光的强度值，并将其称为“I”。
然后将另一个偏光片放在激光光路中，并逐渐旋转它的方向。
记录得到的光的强度值，并将其称为“T”。
3. 将一个手机屏幕放置在两个偏光片之间，逐渐旋转其中一个偏光片的方向。
观察手机屏幕的显示情况。
4. 在两个偏光片之间插入一块玻璃板，然后将其中一个偏光片旋转一定的角度，并记录得到光的强度值。
四、实验结果1. 调整偏光片的方向之后，得到的光的强度会发生变化，实验表明，当两个偏光片的方向垂直时，通过的光线最弱，当两个偏光片的方向相同时，通过光线最强。
2. 在实验过程中，我们发现，当两个偏光片的方向偏离90度时，通过的光线几乎消失。
这说明当光的振动方向被偏振后，只有振动方向与偏振方向一致的光才能通过。
3. 在手机屏幕的观察实验中，我们发现当两个偏光片的方向相同时，手机屏幕显示为亮屏，而当两个偏光片的方向垂直时，手机屏幕显示为黑屏。
这说明手机屏幕与偏振光的作用原理是相似的。
4. 在偏振光的干涉实验中，我们发现，在通过玻璃板的偏振光中，存在两个方向的振动状态，这两个方向的振动状态会互相干涉，导致光线强度的变化。
五、实验结论本次实验通过观察偏振光的传播方式，观察了线偏振器和波片对偏振光的影响，以及研究了偏振光的干涉现象。
偏振光的观察与研究实验报告
物理实验报告实验名称：偏振光的观察与研究学院：安全与应急管理工程学院专业班级：安全1802学号：2018003964学生姓名：王朝春实验成绩实验预习题成绩：1、什么是光的偏振，按照光的偏振划分，有几种基本类型。
光的偏振态就是光波中电矢量震动的轨迹的规律，如果震动方向始终不变的，叫线偏振光，如果震动方向再每次震动后改变并且改变规律画出来是一个椭圆的，就是椭圆偏振光，如果画出来是一个圆的，就是圆偏振光，如果震动是无规律的，乱震的，那就是自然光，不是偏振光。
2、线偏振光的特点。
线偏振光的振动面固定不动，不会发生旋转。
绝大多数光源都不发射线偏振光而发射自然光，需要经过起偏器才能获得线偏振光。
3、生成线偏振光的方法（起偏）。
通过反射、多次折射、双折射和选择性吸收的方法可以获得平面偏振光。
4、圆偏振光的特点。
旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。
当传播方向相同，振动方向相互垂直且相位差恒定为φ=π的两平面偏振光叠加后可合成电矢量有规则变化的圆偏振光。
5、如何得到圆偏振光。
首先必须让自然光通过一个起偏器，变成线偏振光。
然后再将线偏振光通过一个1/4波片，必须使得起偏器的偏振化方向和波片的光轴成45度角。
这样，出射光就变成了圆偏振光。
6、椭圆偏振光与圆偏振光、线偏振光的关系。
部分偏振光是介于偏振光与自然光之间的情形，这种光中含有自然光和偏振光两种成分。
一般的，部分偏振光都可以看成是自然光和线偏振光的混合。
椭圆偏振光的光矢量E在沿着光的传播方向前进的同时，还绕着传播方向均匀转动。
其光矢量的大小不断改变，使其端点描绘出一个椭圆。
椭圆偏振光是一种完全偏振光，而部分偏振光不是。
7、1/4波片的原理和作用。
所谓合成波长即利用两束波长不同的激光,产生干涉后形成干涉信号,此信号的波长就是两个波长的合成波长,合成波长理论应用广泛,在测量领域利用合成波长信号便于探测,后续处理方便.1/4波片就是起到检偏的作用。
7实验 偏振现象的观测与分析
实验七 偏振现象的观测与分析一、实验目的1 观察光的偏振现象，加深对偏振光的了解；2 掌握产生和检验偏振光的原理和方法。
二、实验仪器氦氖激光器、偏振片（2片）、半波片、光屏、凸透镜三、实验原理1 能使自然光变成偏振光的装置或器件，称起偏器；用来检验偏振光的装置或器件，称检偏器。
按光的振动状态不同，可分为自然光，线偏振光，部分偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光。
沿同一方向传播的两列频率相同的线偏振光，如果他们的振动方向垂直且具有固定的相位差ΔΦ，当ΔΦ＝k π （k ＝0，±1，…）合成光矢量末端的轨迹是一条直线，称为线偏振光，当ΔΦ＝（2k ＋1）π/2 ，且振幅相等时，合成光矢量末端的轨迹是圆，称为圆偏振光，其它情况当 ΔΦ≠k π和ΔΦ≠（2k ＋1）π/2 时则为椭圆偏振光。
如图1所示。
（其中点表示垂直于纸面振动的光，直线为平行于纸面振动的光）2 偏振片：对某一方向的光有强烈的吸收，而对与之垂直的光振动则吸收很少，这样的波片称偏振片。
因此偏振片基本上只允许某一特定方向的光振动通过，这一方向称之为偏振片的偏振方向。
3 由晶体双折射产生偏振一束光照射到晶体上会产生双折射现象，出来两束光线，一束o 光，一束e 光。
O 光遵从折射定律，e 光不遵从折射定律。
光轴：晶体内存在一个特殊方向，光沿该方向传播时不产生双折射现象。
主平面：由光线和光轴组成的平面。
O 光的光振动垂直与主平面，e 光的光振动在主平面内。
4 半波片的原理如图（2）所示，当振幅为A 的平面偏振光垂直入射到表面平行光轴的双折射晶片时，若振动方向与晶片光轴的夹角为α，则在晶片表面上o 光和e 光的振动分别为Asin α 和Acos α，它们的相位相同，进入晶片后，o 光和e 光虽然沿同一方向传播，但具有不同的速度，因此，经过厚度为d 的晶片后，o 光和e 光之间将产生相差δ。
而且有：d n ne o )(2-=λπδ 自然光： 部分偏振光： 线偏振光： 图1式中λ表示光在真空中的波长，no和ne分别为晶体中o光和e光的折射率。
偏振光的观测与研究--实验报告.doc
偏振光的观测与研究--实验报告.doc
色散偏振光（Dispersive Polarized Light，DPL）一种可以在微观层面检测和分析物质及特殊结构的微细分析方式，作为测量技术和分析工具，已广泛应用于众多领域，如医学、化学、生物学等。
本实验旨在实验证明色散偏振光要经过两次偏振转换，来实现偏振状态的改变，动态改变色散偏振现象，从而用来检验小尺度物质的结构配置与特定频段的反应能力。
本次实验设备主要包括色散偏振系统、法拉第棱镜、可调谐激光仪和干涉仪等，使用如下操作步骤来验证色散偏振光的特性：
第一步，将准直镜安装在光源出口端，然后将法拉第棱镜放置于准直镜后方，控制量角仪调节棱镜来避免波前偏振发生；
第二步，用可调谐激光仪和光谱仪检测波长，并调节激光光强，使它符合干涉仪的识别分化度要求；
第三步，通过增加可调谐激光仪的功率来控制偏振角度，并将干涉仪的观测器安装在系统的出口处，观察由色散偏振光进行偏振转换后的色散偏振现象；
本次实验成功地证明了色散偏振光的特性，即通过偏振转换，色散偏振光可以实现动态偏振角度改变，从而达到检测特定频段内的物质结构配置的效果。
由此可以看出，色散偏振光技术对检测小尺度物质的微观结构和特定频段的反应能力有着突出的应用价值，非常适用于各种研究。
偏振光现象的观察和分析
偏振光现象的观察和分析摘要本实验用半导体激光通过偏振片来产生线偏振光，使其分别通过1/4波片和1/2波片，通过测量不同方向上检偏器透过的光的强度，判断出出射光的偏振态。
并证实了线偏振光通过1/4波片可以产生线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光，通过1/2波片可以产生线偏正光，验证了马吕斯定律。
一、引言振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。
只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。
在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。
凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。
偏振光的典型应用是偏光式3D 技术，其普遍用于商业影院和其它高端应用。
二、实验原理1.偏振光的种类光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面。
图1 电矢量垂直于纸面的偏振光图2 电矢量平行于纸面振光【1】光的五种偏振态：①线偏振光：在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，②部分偏振光：光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等。
③自然光：光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅相等。
④椭圆偏振光：在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，若它们的频率相同并且有固定的位相差，则该点的合成振动的轨迹一般呈椭圆形。
⑤圆偏振光：旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。
2.线偏振的产生（1）偏振片利用某些有机化合物的“二向色性”制成，当自然光透过这种偏振片后，光矢量垂直于偏振片方向的分量几乎完全被吸收，而平行方向的分量几乎完全通过，因此透射光基本上为线偏振光。
偏振光的观察与分析
偏振光的观察与分析实验内容一、观察测量激光二极管输出光的偏振度，测量偏振片的消光比和透光轴透过率。
（1）使激光器二极管射出的光束垂直通过偏振片N1，观察透射光强随N1透光轴转动的变化，判断半导体激光器的偏振状态。
（2）用硅光电池探测光束通过偏振片N1后的最大光强对应的光电流电流值I max1以及最小光强对应的光电流值I min1，并由此可测出激光束的偏振度(I max1- I min1)/ (I max1+ I min1)。
（3）保持偏振片N1透光轴处在透光最大的位置，并在它与光电池之间加入第二个偏振片N2，再转动N2透光轴，纪录透过后N2的最大光电流I max2和最小光电流I min2，由此可测出偏振片的消光比I min2/ I max2和透光轴透过率I max2/ I max1。
二、测量线偏振光相对光强分布，验证马吕斯定律先将偏振片N2上的指针指零，然后转动N1使其透光轴与N2平行（即至光束穿过两偏振片后硅光电池接收光最强）位置，记录下此刻的光电流示值。
再使偏振片N2每转10。
记录一次对应的光电流数据，直至转动到350。
为止。
最后经数据处理，作出通过检偏器后相对光强分布的雷达图和相对光强~检偏角余弦平方关系图，后者的线性相关程度可验证马吕斯定律。
三、1/2波片实验，偏振面的旋转规律观测（1）两偏振片N1和N2正交放置，其中间放置一1/2波片，以光线方向为轴将波片旋转360。
,记录透过N2所观察消光现象的次数。
（2）仍使N1和N2正交，转动1/2波片，令其位于消光位置，将1/2波片从消光位置依次转过15。
、30。
、45。
、60。
、75。
、90。
，转动N2至消光位置，列表记录每次N2所转过的角度。
从实验结果总结出平面偏振光通过1/2波片后，其振动面改变的规律。
四、1/4波片实验，椭圆偏振光的产生与测绘（1）两偏振片N1和N2正交放置，其中间放置一1/4波片，以光线方向为轴将波片旋转360。
,记录透过N2所观察消光现象的次数。
偏振光的观察与研究
偏振光的观察与研究偏振光是一种在特定方向上有特殊振动性质的光波。
光波是以横波的形式传播的，而在正常情况下，光波在垂直于传播方向的所有方向上均有相同的振动方向。
而偏振光则只在一个特定的方向上有明显的振动。
观察和研究偏振光的性质可以帮助我们深入了解光的本质和光与物质相互作用的规律。
最早对偏振光进行观察和研究的是法国科学家马尔斯埃尔。
他在早年的实验中发现了偏振光的存在，并从而提出了偏振光的假设。
之后，通过进一步的实验和研究，人们逐渐对偏振光有了更深入的认识。
观察偏振光最简单的方式是使用偏振片。
偏振片是一种能够选择或过滤特定振动方向的光的装置。
当偏振片与偏振光相互作用时，只有与偏振片振动方向相同的光能够透过偏振片，其余的光则会被偏振片吸收或散射。
通过观察透过偏振片的光的强度、方向和颜色的变化，可以得到关于偏振光的一些基本信息。
光的偏振性质对于解释一些现象和应用是非常重要的。
例如，光的偏振性质可以帮助我们解释和理解光的反射、折射和散射等现象。
在自然界中，光的偏振性质也可以引起一些有趣的现象，比如琉璃色晕、彩虹等。
偏振光在许多领域有着广泛的应用。
在光学器件的设计和制造中，偏振光的性质可以用于划分光的传播路径和选择特定的光信号。
例如，在液晶显示器中，利用偏振光的性质可以控制液晶分子的取向，从而实现像素点的开关和颜色变化。
在光通信中，偏振光可以用于增强信号传输的速度和质量。
除了在应用领域中的应用，偏振光还可以帮助人们了解有关光的本质和光与物质相互作用的规律。
偏振光与形成光的基本粒子，光子的旋转自旋密切相关，在量子光学中的研究更是对揭示光的粒子性和波动性之间的关系起到了重要的作用。
在进行偏振光的观察和研究时，需要特别注意光的传播路径和光波的振动方向。
一些实验和仪器，如偏振片、偏振镜、偏振分光计等，可以帮助我们直观地观察光的偏振性质。
同时，一些先进的技术和仪器，如偏振光显微镜、偏振拉曼光谱等，可以帮助我们更加深入地研究偏振光的性质和应用。
(整理)偏振光的观测和检验.
【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解．2．掌握产生和检验偏振光的原理和方法．3．观察光的旋光现象，学习用旋光仪测定糖溶液的浓度。
【实验仪器】氦氖激光器，偏振片(或尼科耳棱镜)，半波片，1／4波片，硅光电池，灵敏电流计，减光板，玻璃片．【实验原理】能使自然光变成偏振光的装置或器件称为起偏器．用来检验偏振光的装置或器件称为检偏器．实际上，能产生偏振光的器件，同样可用作检偏器．1．平面偏振光的产生(1)由反射和折射产生偏振自然光在透明介质(如玻璃)上反射或折射时，其反射光和折射光为部分偏振光．当入射角为布儒斯特角(即：入射角满足，为透明介质折射率)时反射光接近于完全偏振光，其偏振面垂直于入射面．(2)由二向色性晶体的选择吸收产生偏振有些晶体(如电气右、人造偏振片)对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，称为二向色性．当自然光通过二向色性晶体时，其中一部分的振动几乎被完全吸收，而另一部分的振动几乎没有损失，因此，透射光就成为平面偏振光．利用偏振片可以获得截面较宽的偏振光束，而且造价低廉，使用方便．但偏振片的缺点是有颜色，光透过率稍低．(3)由晶体双折射产生偏振当自然光入射于某些各向异性晶体时，在晶体内折射后分解为两束平面偏振光(o 光、e光)，并以不同的速度在晶体内传播，可用某一方法使两束光分开，除去其中一束，剩余的一束就是平面偏振光．尼科耳(Nicol)棱镜是这类元件之一．它由两块经特殊切割的方解石晶体，用加拿大树胶粘合而成．偏振面平行于晶体的主截面的偏振光可以透过尼科耳棱镜，垂直于主截面的偏振光在胶层上发生全反射而被除掉．2．圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图1所示，当振幅为A的平面偏振光垂直入射到表面平行于光轴的双折射晶片时，若振动方向与晶片光轴的夹角为，则在晶片表面上o光和e光的振幅分别为和，它们的位相相同．在晶片中，o光与e光传播方向相同，由于传播速度不同，经过厚度为d的晶片后，o光与e光之间将产生位相差：其中表示光在真空中的波长，和分别为晶体中o光与e光的折射率．图1(1)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为1／4波片．平面偏振光通过1／4波片后，透射光一般是椭圆偏振光，当时，则为圆偏振光；当和时，椭圆偏振光退化为平面偏振光．换言之，1／4波片可将平面偏振光变成椭圆或圆偏振光，也可将椭圆与圆偏振光变成平面偏振光．(2)如果晶片的厚度使产生的位相差，这样的晶片称为半波片．若入射平面偏振光的振动面与半波片光轴的夹角为，则通过半波片后的光仍为平面偏振光，但其振动面相对入射光的振动面转过角．3．平面偏振光通过检偏器后光强的变化强度为的平面偏振光通过检偏器后的光强为其中为平面偏振光偏振面和检偏器主截面的夹角，上述关系称为马吕斯(Malus)定律，它表示改变角可以改变透过检偏器的光强．当起偏器和检偏器的取向使得通过的光量最大时，称它们为平行(此时)．当两者的取向使得系统射出的光量最小时，称它们为正交(此时)．4．单色平面偏振光的干涉如图2(a)所示，一束自然光经起偏器(尼科耳棱镜或偏振片)N1后，变成振幅为A的平面偏振光，再通过晶片K射到检偏器N2上．图2(b)表示透过N2迎着光线观察到的振动情况，其中、及分别表示起偏器的主截面、检偏器的主截面和晶片的光轴在同一平面上的投影，和分别为N1、N2的主截面与晶片的光轴的夹角．从晶片透过的两平面偏振光的振幅分别为：它们的位相差为．穿过N2后，只存在振动平面平行于N2主截面的分量和，其大小为可见这两束光是同频率、不等振幅、振动平面在同一平面内的相干光．因此，透射光的光强(按双光束干涉的光强计算方法)为式中，它是从起偏器N1透射的平面偏振光的光强，从上式可以看出：(1)当(或)或时，即透射光强只与N1、N2两主截面的交角的余弦平方成正比，和没有晶片时一样．(2)当N1、N2正交时，，则如果晶片是半波片，则，当等于的奇数倍时，，即有光透过N2，发生相长干涉；当等于的偶数倍时，，无光透过，发生相消干涉．由此可见，当半波片旋转一周时，视场内将出现四次消光现象．(3)当N1与N2平行时，，于是有可以看出，这时透过的光强恰与N1、N2正交时互补．图2（a）图2(b)【实验内容】1．偏振片主截面的确定将一背面涂黑的玻璃片G立在铅直面内，激光器L射出的一细光束沿水平方向入射到玻璃片上，G的反射光为偏振面垂直于入射面的平面偏振光，使G的反射光垂直射人偏振片N，以反射光的方向为轴旋转偏振片N，从透过光强度的变化和反射光的偏振面，可以确定偏振片的主截面，即透过光强极大时偏振片的主截面和反射光的偏振面一致．并在偏振片上标记其主截面的方向．2．验证马吕斯定律使激光器L射出的光束，穿过起偏器N1和检偏器N2射到硅光电池P c上，使N1、N2正交，记录灵敏电流计上的示值．将偏振器每转一角度(～)记录一次，直至转动为止．重复以上过程几次．3．考察半波片对偏振光的影响(1)调N1、N2为正交，在N1、N2间和N1平行放置半波片，以光线方向为轴将波片转，记录出现消光的次数和相对应于N2的位置(角度)．(2)使N1和N2正交，半波片的光轴和N1的主截面成(～)角，转N2使之再消光，记录N2位置．改变角，每次增加～，同上测量直至等于．4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检验实验装置同上，将半波片换成1／4波片．(1)使N1、N2正交，以光线方向为轴将波片转，记录观察到的现象．(2)使用起偏器N1和1／4波片产生椭圆偏振光，旋转检偏器N2观察光强的变化．记录波片光轴相对N1主截面的夹角，以及转动N2光强极大、极小时主截面与波片光轴的夹角．取不同值重复观测．(3)使用N1和1／4波片产生圆偏振光(应怎样安置1／4波片?)，旋转N2，进行观测并记录．(4)为了区分椭圆偏振光和部分偏振光、圆偏振光和自然光，要在检偏器前再加一个1／4波片去观测，注意1／4波片的放置．(5)设计一实验方案(原理和步骤)，说明如何应用一个1／4波片和一个检偏器，去判断椭圆偏振光的旋转方向．5．注意事项(1)应用光电池记录光强时，灵敏电流计应选用低内阻型．读数时，应注意扣除环境杂散光产生本底电流的影响．若光电流测量值范围过大时，用分流电路（参见硅光电池线性响应实验）可避免因改变电流计的量程，影响电流计的内阻和测量灵敏度，保证电流计低内阻R不变．(2)在观察和讨论波片对偏振光的影响时，准确地确定起偏器N1的主截面与波片的夹角是很重要的．而实际使用的波片，光轴方向定位不够准确，为此应善于运用理论来指导实践，即根据波片在正交偏振片之间绕光线方向旋转一周时，在四个特定方位将出现消光的特性，以帮助校准波片光轴和N1之间夹角的零位．【思考】1．强度为I的自然光通过偏振片后，其强度，为什么?应用偏振片时，马吕斯定律是否适用，为什么?2．怎样才能产生左旋(右旋)椭圆偏振光？。
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偏振光的观测和检验
偏振光是指光的传播方向束缚在某一特定平面内的光，可以通过偏振片对光进行检验和观测。
以下是关于偏振光观测和检验的一些基本知识。
1. 偏振片的作用
偏振片是一种特殊的光学器件，可以选择性地减弱或完全消除光的某些振动方向，只让特定方向的偏振光通过。
偏振片的作用是将非偏振光转化为偏振光，或者通过选择不同的偏振方向来筛选不同方向的偏振光，从而进行具体的观测和检验。
2. 角度旋转的测量
在光学领域中，测量偏振光在垂直方向上的强度是很常见的。
但是有时我们需要测量偏振光在水平方向上的强度，这时候就需要用到角度旋转测量法。
这种测量方法利用的是偏振片的旋转特性，将偏振片旋转一个角度，可以使通过的光线方向发生变化。
通过旋转偏振片来测量光线在水平方向上的强度，可以得到它的角度旋转值。
3. 等位线的观测
等位线是偏振光在特定条件下传播所呈现出的特殊图像，是观测偏振光的一个重要指标。
在实验中，可以使用偏振片和波片的组合来观测等位线。
当两个偏振器的方向相互垂直时，透射光线几乎完全被阻挡，在透射光线中观测不到等位线。
当两个偏振器的方向想同或相差180度时，则可以观察到等位线的出现。
偏振光广泛应用于光学仪器、光学材料、地震勘探、无线通信等领域。
例如，在液晶显示屏中，偏振片可以用来控制光的透射和反射，实现颜色和亮度的调节。
在地震勘探领域，利用偏振光可以将地下结构的细微变化转换为可测量的电磁信号，从而更精确地探测地下构造。
在无线通信中，利用偏振光可以实现信息传输的増容、降低导波干扰、提高抗干扰能力等效果。
总之，偏振光的观测和检验是光学领域中的重要研究方向，具有广泛的应用价值。
随着科学技术的不断发展，未来偏振光技术有望在更多领域得到应用，为我们的生活带来更多便利。