偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言:偏振光是指光波中电场矢量在空间中的振动方向固定的光。
它在光学领域有着广泛的应用,包括材料的表征、光学器件的设计和光通信等。
本实验旨在通过研究偏振光的性质和特点,探索其在实际应用中的潜力。
实验一:偏振片的特性在实验中,我们首先使用了一块偏振片。
偏振片是一种能够选择性地通过特定方向偏振光的光学器件。
我们将偏振片放置在光源前方,并逐渐旋转它。
观察到当光通过偏振片时,光强度会随着旋转角度的变化而发生明显的变化。
这说明偏振片能够选择性地通过特定方向的偏振光。
实验二:马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的基本定律之一。
它表明,当一束偏振光通过一个偏振片时,出射光的偏振方向与入射光的偏振方向之间的夹角保持不变。
我们使用了两块偏振片,并将它们叠加在一起。
通过旋转第二块偏振片,我们观察到光的强度随着旋转角度的变化而发生周期性的变化。
这一结果验证了马吕斯定律的正确性。
实验三:偏振光的干涉在实验中,我们使用了一束激光器发出的偏振光,并将其分成两束,分别通过两个不同的光程。
然后,我们将两束光重新合并在一起。
通过调节两束光的光程差,我们观察到干涉现象。
当光程差等于整数倍的波长时,干涉现象最为明显。
这一实验结果说明了偏振光的干涉现象是由于光的相位差引起的。
实验四:偏振光的旋光性质偏振光的旋光性质是指光在通过旋光物质时,偏振方向会发生旋转的现象。
我们使用了一块旋光片,并将它放置在光源前方。
通过观察光通过旋光片后的偏振方向,我们发现光的偏振方向确实发生了旋转。
这一实验结果验证了偏振光的旋光性质。
结论:通过以上实验,我们对偏振光的性质和特点有了更深入的了解。
偏振光的研究不仅有助于我们理解光的本质,还在许多实际应用中发挥着重要作用。
例如,在材料的表征中,偏振光可以用来分析材料的结构和性质。
在光学器件的设计中,偏振光可以用来控制光的传输和调制。
在光通信中,偏振光可以用来提高信号传输的可靠性和速率。
偏振光研究实验报告
偏振光研究实验报告偏振光研究实验报告引言:光是一种电磁波,它具有波动性和粒子性的双重性质。
在光学研究中,我们经常会遇到偏振光,即光波在传播方向上的振动方向是确定的。
偏振光的研究对于理解光的性质和应用具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法研究偏振光的特性以及其在光学器件中的应用。
一、偏振光的产生偏振光的产生可以通过多种方式实现。
本实验中,我们采用了经典的马吕斯定律实验装置。
该装置由一束自然光通过偏振片、透光物体和分析片组成。
透光物体可以是晶体、液晶等,通过透光物体的作用,自然光的振动方向发生改变,从而形成了偏振光。
二、偏振光的特性1. 偏振光的振动方向偏振光的振动方向与透光物体的结构有关。
例如,当透光物体是一片玻璃,偏振光的振动方向与玻璃表面平行;当透光物体是一片金属,偏振光的振动方向与金属表面垂直。
通过旋转分析片,我们可以观察到偏振光的振动方向的变化。
2. 偏振光的强度偏振光的强度与入射光的强度有关。
通过调节偏振片的角度,我们可以改变偏振光的强度。
当偏振片与偏振光的振动方向垂直时,偏振光的强度最小;当二者平行时,偏振光的强度最大。
三、偏振光的应用1. 偏振片的使用偏振片是偏振光研究中常用的光学器件。
通过选择不同的偏振片,我们可以实现对偏振光的选择性透过或阻挡。
这在光学仪器的设计和制造中具有重要意义。
2. 偏振光的检测在光学测量中,我们常常需要检测偏振光的存在和强度。
偏振光的检测可以通过偏振片和光检测器实现。
通过调节偏振片和分析片的角度,我们可以选择性地检测特定方向的偏振光。
3. 偏振光的应用领域偏振光在众多应用领域中发挥着重要作用。
例如,在光通信中,偏振光可以用于信号传输和解调;在光学显微镜中,偏振光可以用于观察材料的结构和性质;在液晶显示屏中,偏振光可以用于调节像素的亮度和颜色。
结论:通过本实验,我们对偏振光的产生、特性和应用有了更深入的了解。
偏振光在光学研究和应用中具有重要的地位,对于推动光学技术的发展和应用具有重要意义。
偏振光实验报告结论
偏振光实验报告结论篇一:实验报告--偏振光学实验实验报告姓名: ***** 班级: ***** 学号: *****实验成绩:同组姓名:**** 实验日期:***** 指导教师:批阅日期:偏振光学实验实验目的1.观察光的偏振现象,验证马吕斯定律; 2.了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用;3.掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。
实验原理1.光的偏振性光是一种电磁波,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(见图1)。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线,故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转,其端点描绘的轨道为一个圆,这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆,就成为椭圆偏振态(见图2)。
2.偏振片虽然普通光源发出自然光,但在自然界中存在着各种偏振光,目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片,它利用二向色性获得偏振光(有些各向同性介质,在某种作用下会呈现各向异性,能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量,而通过其垂直分量,从而使入射的自然光变为偏振光,介质的这种性质称为二向色性。
)。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏,也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器,用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上,起偏器和检偏器是通用的。
3.马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α,透过起偏器的线偏振光振幅为A0,则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0 为进入检偏器前(偏振片无吸收时)线偏振光的强度。
4.椭圆偏振光、圆偏振光的产生;1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时,若其振动面与晶片的光轴成α角,该线偏振光将分为e 光、o 光两部分,它们的传播方向一致,但振动方向平行于光轴的 e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同,因而产生的光程差为位相差为式中ne 为e 光的主折射率,no 为o 光的主折射率(正晶体中,δ>0,在负晶体中δ<0)。
偏振光的研究_实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光的偏振性质的认识。
2. 学习并掌握偏振光的产生、传播、检测和调控方法。
3. 理解马吕斯定律及其在实际应用中的意义。
4. 掌握使用偏振片、波片等光学元件进行偏振光实验的基本技能。
二、实验原理1. 光的偏振性质:光是一种电磁波,具有横波性质。
在光的传播过程中,光矢量的振动方向相对于传播方向可以保持不变(线偏振光)、绕传播方向旋转(圆偏振光)或呈现椭圆轨迹(椭圆偏振光)。
2. 偏振光的产生:自然光通过偏振片后,可以产生线偏振光。
当自然光入射到某些光学各向异性介质(如偏振片、波片等)时,由于不同方向的光矢量分量在介质中的折射率不同,从而导致光矢量振动方向发生偏转,形成偏振光。
3. 马吕斯定律:当一束完全线偏振光通过一个偏振片时,透射光的光强与入射光的光强和偏振片透振方向与入射光光矢量振动方向的夹角θ之间的关系为:\( I = I_0 \cdot \cos^2\theta \),其中\( I \)为透射光的光强,\( I_0 \)为入射光的光强。
三、实验仪器与设备1. 自然光源(如激光器)2. 偏振片(两块)3. 波片(1/4波片、1/2波片)4. 光具座5. 光屏6. 光电探测器7. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 观察线偏振光:将自然光源发出的光通过偏振片,观察光屏上的光斑。
然后逐渐旋转偏振片,观察光斑的变化,验证马吕斯定律。
2. 观察圆偏振光:将1/4波片放置在偏振片和光屏之间,使1/4波片的光轴与偏振片的透振方向夹角为45°。
观察光屏上的光斑,验证圆偏振光的产生。
3. 观察椭圆偏振光:将1/4波片的光轴与偏振片的透振方向夹角调整为22.5°,观察光屏上的光斑,验证椭圆偏振光的产生。
4. 测量偏振片透振方向:利用光电探测器测量偏振片的透振方向,并与理论计算值进行比较。
5. 分析实验数据:使用数据采集与分析软件对实验数据进行处理,分析偏振光的特性,验证实验原理。
光偏振现象的研究实验报告
光偏振现象的研究实验报告篇一:偏振光实验报告实验题目:偏振光的研究实验者:PB08210426 李亚韬实验目的:掌握分光计的工作原理,熟悉偏振光的原理和性质。
验证马吕斯定律,并根据布儒斯特定律测定介质的折射率。
实验原理:为了研究光的偏振态和利用光的偏振特性进行各种分析和测量工作,需要各种偏振元件:产生偏振光的元件、改变光的偏振态的元件等,下面分类介绍。
1 产生偏振光的元件在激光器发明之前,一般的自然光源产生的光都是非偏振光,因此要产生偏振光都要使用产生偏振光的元件。
根据这些元件在实验中的作用,分为起偏器和检偏器。
起偏器是将自然光变成线偏振光的元件,检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。
在激光器谐振腔中可以利用布儒斯特角使输出的激光束是线偏振光。
将自然光变成偏振光的方法有很多,一个方法是利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
我们的先人在很早就已经对水平面的反射光有所研究,但定量的研究最早在1815年由布儒斯特完成。
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,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。
如图1所示。
因为此时i0????2 ,n1sini0?n2sin?,tgi0?sini0sini0n??cosi0sin?n1,若n1=1(为空气的折射率),则n2?tgi0(1)i0叫做布儒斯特角,所以通过测量布儒斯特角的大小可以测量介质的折射率。
由以上介绍可以知道利用反射可以产生偏振光,同样利用透射(多次透射)也可以产生偏振光(玻璃堆)。
第二种是光学棱镜,如尼科耳棱镜、格兰棱镜等,它是利用晶体的双折射的原理制成的。
在晶体中存在一个特殊的方向(光轴方向),当光束沿着这个方向传播时,光束不分裂,光束偏离这个方向传播时,光束将分裂为两束,其中一束光遵守折射定律叫做寻常光(o光),另一束光一般不遵守折射定律叫做非寻常光(e光)。
偏振光现象的研究实验报告
偏振光现象的研究实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和分析偏振光现象,深入理解光的偏振性质,掌握偏振片和检偏器的使用方法,并学会分析和解释实验数据。
二、实验原理偏振光是一种特殊的光线,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
自然光在不受外力作用的环境中产生,其光波的振动方向是随机的,既有水平方向的振动,也有垂直方向的振动。
而偏振光则只有在一个特定方向上存在振动。
三、实验步骤1. 准备实验器材:光源、偏振片、检偏器、屏幕、测量尺、坐标纸。
2. 打开光源,使光线通过偏振片,观察光线的变化。
3. 旋转偏振片,观察光强的变化,找到使光强最弱的偏振角度。
4. 将检偏器旋转至与偏振片相同的偏振角度,观察光强的变化。
5. 记录实验数据,绘制光强与偏振角度的关系图。
6. 分析实验结果,得出结论。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们观察到当自然光通过偏振片后,光线变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
旋转偏振片时,光强会发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值。
记录实验数据并绘制了光强与偏振角度的关系图。
2. 结果分析根据实验结果,我们可以得出以下结论:(1)自然光通过偏振片后,变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
这说明偏振片具有使光线偏振的作用。
(2)旋转偏振片时,光强发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值。
这说明检偏器具有检测偏振光的作用,当检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向一致时,透射的光强最小。
(3)根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强最小,此时两者之间的夹角为90度。
这说明检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时,透射的光强最大。
五、结论总结本实验通过观察和分析偏振光现象,深入理解了光的偏振性质。
实验结果表明,自然光通过偏振片后变为偏振光,其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动;旋转偏振片时,光强发生变化,当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时,光强达到最小值;根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出,当两者之间的夹角为90度时,透射的光强最大。
光的偏振性实验报告
一、实验目的1. 理解光的偏振性及其产生机制。
2. 掌握使用偏振片和偏振光实验装置观察和分析光的偏振现象。
3. 验证马吕斯定律,即偏振光通过偏振片后的光强与偏振片的角度关系。
4. 探究不同类型偏振光(如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光)的产生和检测方法。
二、实验原理光是一种电磁波,具有横波性质。
在垂直于光传播方向的平面上,光矢量(即电场矢量E)可以有不同的振动方向。
当光矢量在某一固定平面上振动时,称为线偏振光;若光矢量绕传播方向旋转,则形成圆偏振光;若光矢量绕传播方向旋转的轨迹为椭圆,则形成椭圆偏振光。
偏振片是一种选择性吸收特定方向光振动的光学元件。
当自然光通过偏振片时,只允许与偏振片方向平行的光振动通过,从而产生线偏振光。
通过改变偏振片的方向,可以观察偏振光的强度变化,验证马吕斯定律。
三、实验仪器与材料1. 偏振片(起偏器、检偏器)2. 自然光源(如白炽灯、激光器)3. 毫米尺4. 透明玻璃板5. 旋转台6. 光强计7. 记录纸及笔四、实验步骤1. 将自然光源放置在实验台上,调整光路使其成为平行光。
2. 将起偏器放置在光路中,调整其方向,使自然光通过起偏器后成为线偏振光。
3. 将检偏器放置在起偏器之后,调整其方向,观察光强变化。
4. 记录检偏器方向与起偏器方向之间的夹角θ,以及相应的光强I。
5. 改变检偏器的方向,重复步骤3和4,记录不同夹角θ下的光强I。
6. 根据实验数据,绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线,验证马吕斯定律。
7. 将透明玻璃板放置在光路中,观察光通过玻璃板后的偏振现象。
8. 通过旋转透明玻璃板,观察不同角度下的偏振现象,探究不同类型偏振光(如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光)的产生和检测方法。
五、实验结果与分析1. 验证马吕斯定律:根据实验数据绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线,发现光强I与夹角θ之间呈余弦关系,验证了马吕斯定律。
2. 探究偏振光类型:通过旋转透明玻璃板,观察到不同角度下的偏振现象。
偏振光分析实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光的偏振现象的认识。
2. 学习直线偏振光的产生与检验方法,了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握1/4波片、1/2波片等光学元件的作用及使用方法。
4. 验证马吕斯定律,加深对光的偏振理论的理解。
二、实验原理1. 光的偏振现象:光是一种电磁波,其电矢量在垂直于传播方向的平面上振动。
当光波的电矢量振动方向固定时,光称为线偏振光;当电矢量振动方向随时间作有规律的变化时,光称为圆偏振光或椭圆偏振光。
2. 偏振光的产生与检验:利用偏振片、波片等光学元件可以产生和检验偏振光。
偏振片可以使自然光变为线偏振光,波片可以改变光的偏振状态。
3. 马吕斯定律:当一束线偏振光通过一个偏振片时,出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系满足马吕斯定律。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片(两块)4. 1/4波片(两块)5. 1/2波片(两块)6. 玻璃平板及刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将激光器发出的光束通过偏振片P1,得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片B1,得到圆偏振光。
3. 将圆偏振光通过1/2波片B2,观察出射光的偏振状态。
4. 将线偏振光通过1/4波片B1,得到椭圆偏振光。
5. 将椭圆偏振光通过1/2波片B2,观察出射光的偏振状态。
6. 重复以上步骤,改变偏振片P1和波片B1、B2的相对位置,观察出射光的偏振状态。
7. 根据马吕斯定律,计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
五、实验结果与分析1. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时,出射光变为圆偏振光;当圆偏振光通过1/2波片B2时,出射光变为线偏振光。
2. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时,出射光变为椭圆偏振光;当椭圆偏振光通过1/2波片B2时,出射光变为线偏振光。
3. 根据马吕斯定律,计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
光的偏振研究实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光的波动性质的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件,了解其工作原理。
4. 验证马吕斯定律,研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。
二、实验原理光是一种电磁波,其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。
自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的,而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振光可以通过以下几种方法产生:1. 利用起偏器(如偏振片)将自然光变为线偏振光。
2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。
3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。
检验偏振光的方法有:1. 利用检偏器(如偏振片)观察光强变化。
2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。
马吕斯定律指出,当完全线偏振光通过检偏器时,光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为:I = I0 cos²θ。
三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片(两块)4. 1/4波片(两块)5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上,调整光路,使激光束通过偏振片后成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片,观察光强变化,记录数据。
3. 将1/4波片旋转一定角度,观察光强变化,记录数据。
4. 将线偏振光通过第二个偏振片,观察光强变化,记录数据。
5. 将第二个偏振片旋转一定角度,观察光强变化,记录数据。
6. 根据记录的数据,验证马吕斯定律。
五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后,光强发生变化,说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。
2. 当1/4波片旋转一定角度时,光强也随之变化,说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。
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。
光的偏振实验报告
光的偏振实验报告引言:光是一种电磁波,它在传播过程中能够以横波的形式传递能量。
然而,我们发现光还有一个极为重要的性质,那就是偏振。
光的偏振是指光的波动方向相对于其传播方向的定向性。
在本次实验中,我们将探讨光的偏振现象,并通过实验验证相关偏振规律。
实验一:偏振片的特性与使用为了研究光的偏振现象,我们首先使用了一组偏振片。
在这组偏振片中,我们有一个偏振片作为光源,一个偏振片作为分析器,以及一个转轮,用于调节偏振片之间的角度。
我们通过调整这些偏振片的角度,来观察光的透过情况。
我们首先将转轮上的偏振片与光源偏振片之间保持垂直,这时我们发现透过的光线几乎完全消失了。
这是因为光源产生的光线经过第一个偏振片后只有一个具体的偏振方向,而分析器的偏振方向与之相垂直,所以几乎无法透过。
接着,我们逐渐调整转轮上的偏振片角度,当转轮上的偏振片与光源偏振片的偏振方向相同时,我们发现透过的光线最亮。
这是因为两个偏振片的偏振方向相同,所以光线可以完全透过。
当转轮上的偏振片再次与光源偏振片相垂直时,透过的光线再次几乎消失。
通过这组实验,我们可以得出结论:当光线通过两个偏振片时,只有当它们的偏振方向相同时,光线才能够完全透过。
实验二:偏振光的旋转现象在实验一中,我们验证了偏振片的特性与使用方法。
接下来,我们将进一步探讨偏振光的旋转现象。
我们使用了一束线偏振光,并在其传播途中插入了一个旋转片。
通过观察传播后的光线,我们发现它的振动方向发生了改变。
这是因为旋转片具有旋转光线偏振方向的能力,也即光的偏振方向被旋转了一定的角度。
我们进一步调整旋转片的角度,发现当旋转片的旋转方向与偏振光的偏振方向一致时,光线几乎完全透过;但当旋转片的旋转方向与偏振光的偏振方向相垂直时,透过的光线又几乎消失。
这与实验一的结论相符。
通过这组实验,我们了解到,旋转片可以通过改变光线的偏振方向来控制光线的透过情况。
实际上,这也是一些光学仪器中常用的原理。
实验三:马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的重要定律之一。
光学偏振小实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光的偏振规律的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的光学元件(如偏振片、1/4波片等)的工作原理。
3. 学习使用偏振片进行光路准直和极坐标作图。
二、实验原理1. 光的偏振现象:光是一种电磁波,其电场矢量E在垂直于光传播方向的平面上可以有不同的振动方向。
当光在传播过程中,若电场矢量E保持一定的振动方向,则称为偏振光。
2. 偏振片:偏振片是一种具有选择性吸收特定方向振动光线的材料。
当自然光通过偏振片时,只有与偏振片偏振方向一致的光线能够通过,从而实现光的偏振。
3. 1/4波片:1/4波片是一种厚度为1/4波长(λ/4)的透明介质,它可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光。
4. 马吕斯定律:当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时,透射光的强度I与入射光强度I0之间的关系为:I = I0 cos²θ。
三、实验仪器1. 光具座2. 偏振片3. 1/4波片4. 激光器5. 白屏6. 直尺7. 量角器四、实验步骤1. 将激光器发出的激光照射到白屏上,调整激光器与白屏的距离,使激光在白屏上形成明亮的点。
2. 将偏振片放置在激光器与白屏之间,调整偏振片的偏振方向,观察白屏上的光点变化。
3. 记录偏振片偏振方向与光点变化的关系,分析光的偏振现象。
4. 将1/4波片放置在偏振片与白屏之间,调整1/4波片的光轴方向,观察白屏上的光点变化。
5. 记录1/4波片光轴方向与光点变化的关系,分析1/4波片的作用。
6. 将偏振片与1/4波片组合,观察白屏上的光点变化,分析光的偏振现象。
7. 利用偏振片和1/4波片进行光路准直,观察准直效果。
8. 使用直尺和量角器测量偏振片和1/4波片的偏振方向,分析极坐标作图方法。
五、实验结果与分析1. 当偏振片的偏振方向与光点变化方向一致时,光点亮度最大;当偏振片的偏振方向与光点变化方向垂直时,光点亮度最小。
2. 1/4波片可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光,当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向成45°时,光点亮度最大。
偏振光研究报告实验报告
偏振光研究报告实验报告偏振光研究报告一、实验目的本实验旨在研究偏振光的特性,通过观察和分析偏振光的干涉现象,验证光的偏振原理,并探讨其在光学领域中的应用。
二、实验原理偏振光是光的一种特殊状态,其电矢量在传播方向上具有一定的振动方向。
偏振光的干涉是利用两个或多个偏振光的叠加产生相干光,通过观察干涉现象可以研究偏振光的性质。
本实验将通过偏振光干涉实验来验证光的偏振原理。
三、实验步骤1.准备实验器材:偏振片、起偏器、检偏器、光源、光导纤维、屏幕等。
2.将光源、偏振片、起偏器、检偏器按照一定顺序连接起来,确保光路畅通。
3.打开光源,调整偏振片和起偏器的角度,观察干涉现象。
4.分别改变偏振片和检偏器的角度,观察干涉现象的变化。
5.利用光导纤维将光引入屏幕,记录干涉条纹的形状和分布。
6.分析实验数据,得出结论。
四、实验结果与分析1.实验结果在实验中,我们观察到了明显的干涉现象。
当偏振片和检偏器的角度合适时,屏幕上呈现清晰的干涉条纹。
随着偏振片和检偏器角度的变化,干涉条纹的形状和分布也发生了明显的变化。
通过光导纤维的引导,我们成功地将光引入屏幕,并记录下了干涉条纹的形状和分布。
2.结果分析通过实验结果可以看出,偏振光的干涉现象是真实存在的。
当两个偏振光的振动方向相互垂直时,它们将产生相互干扰的现象,导致屏幕上出现明暗相间的条纹。
这些条纹的形状和分布取决于偏振片和检偏器的相对角度以及光的波长等因素。
此外,我们还发现偏振光的干涉在光学领域中具有重要的应用价值。
例如,通过测量干涉条纹的形状和分布,我们可以推断出光的偏振状态和传播方向等信息。
此外,利用偏振光的干涉还可以实现光学加密和图像处理等功能。
五、结论本实验通过观察和分析偏振光的干涉现象,验证了光的偏振原理。
实验结果表明,偏振光的干涉是一种有效的光学现象,可以用于研究光的性质和光学信号处理等领域。
在未来的研究中,我们可以进一步探讨偏振光的干涉机制以及其在光学领域中的应用前景。
偏振光的研究 实验报告
偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言:偏振光是一种特殊的光波,其振动方向在一个平面内,与普通光波相比,具有更强的定向性。
在过去的几十年里,偏振光的研究得到了广泛的关注和应用。
本实验旨在通过对偏振光的实验研究,深入了解其特性和应用。
实验一:偏振片的特性在本实验中,我们首先使用了一块偏振片。
偏振片是一种能够选择性地通过或阻挡特定方向振动的光的装置。
我们将光源发出的自然光通过偏振片,观察到了光的强度发生了明显的变化。
这是因为偏振片只允许与其方向平行的光通过,而将垂直于其方向的光阻挡。
通过旋转偏振片,我们可以观察到光的强度随着角度的变化而变化。
实验二:偏振光的产生在本实验中,我们使用了一束自然光通过一个偏振片,将其转换为偏振光。
然后,我们使用另一个偏振片,将偏振光的方向进行调整。
我们观察到,当两个偏振片的方向相同时,光通过的强度最大;而当两个偏振片的方向垂直时,光通过的强度最小。
这表明,偏振光的方向可以通过调整偏振片的方向来改变。
实验三:偏振光的应用偏振光在许多领域中有着广泛的应用。
例如,在光学显微镜中,通过使用偏振光可以增强图像的对比度,使得细小结构更加清晰可见。
在液晶显示器中,偏振光的旋转可以控制光的透过与阻挡,实现像素点的开闭。
此外,偏振光还被应用于光学通信、光学传感器等领域。
实验四:偏振光的检测在本实验中,我们使用了偏振片和偏振光检测器来测量光的偏振状态。
通过旋转偏振片,我们可以调整光的偏振方向,而偏振光检测器可以测量到通过的光的强度。
通过实验数据的分析,我们可以得到光的偏振状态的信息,例如偏振方向和偏振度。
结论:通过本实验,我们深入了解了偏振光的特性和应用。
偏振光具有较强的定向性,可以通过偏振片的选择和调整来改变其方向。
在光学领域,偏振光的研究和应用已经取得了重要的进展,并在许多领域发挥着重要的作用。
通过对偏振光的深入研究,我们可以进一步拓展其应用,并为光学技术的发展做出贡献。
致谢:在此,我要感谢实验室的老师和同学们对本实验的支持和帮助。
光的偏振研究实验报告
光的偏振研究实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象,加深对偏振概念的理解。
2、掌握产生和检验偏振光的方法。
3、了解偏振片的特性以及马吕斯定律。
二、实验原理1、光的偏振态光可以看作是由电场和磁场相互垂直并垂直于光的传播方向的电磁波。
一般情况下,光的振动方向在垂直于传播方向的平面内是随机分布的,这种光称为自然光。
如果光的振动方向始终保持在一个特定的方向上,这种光称为线偏振光。
部分偏振光则是介于自然光和线偏振光之间的一种光,其振动方向在某一方向上占优势。
2、偏振片偏振片是一种只允许某一方向振动的光通过的光学元件。
其原理是利用某些物质的二向色性,即对不同方向振动的光具有不同的吸收程度。
3、马吕斯定律当一束强度为 I₀的线偏振光通过一个偏振化方向与光的振动方向夹角为θ的偏振片时,透过偏振片的光强 I 为:I = I₀cos²θ 。
三、实验仪器1、半导体激光器2、起偏器和检偏器(偏振片)3、光功率计4、旋转台四、实验步骤1、打开半导体激光器,调整其位置和角度,使激光束水平射出。
2、将起偏器安装在旋转台上,旋转起偏器,使通过起偏器的光强达到最大,此时起偏器的偏振化方向与激光的振动方向一致。
3、在起偏器后放置检偏器,旋转检偏器,观察光功率计的读数变化。
4、每隔 10°记录一次光功率计的读数,直至旋转 180°。
5、重复实验多次,以减小误差。
五、实验数据及处理|角度(°)| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |90 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 | 180 |||||||||||||||||||||||光强(mW)| 20 | 19 | 16 | 12 | 08 | 05 | 02 | 01 |005 | 0 | 005 | 01 | 02 | 05 | 08 | 12 | 16 | 19 | 20 |以角度为横坐标,光强为纵坐标,绘制光强与角度的关系曲线。
偏振光的实验报告
一、实验目的1. 了解偏振光的产生原理。
2. 掌握偏振光的检测方法。
3. 验证马吕斯定律,加深对光的偏振现象的认识。
二、实验原理1. 偏振光的产生光波是一种电磁波,具有横波特性。
当光波通过某些光学元件时,其振动方向会限定在某一平面内,这种光称为偏振光。
常见的偏振光产生方法有:(1)反射:当光从一种介质射向另一种介质时,部分光会被反射,反射光会发生偏振现象。
(2)折射:当光从一种介质射向另一种介质时,部分光会被折射,折射光也会发生偏振现象。
(3)起偏器:利用光学元件(如偏振片)选择性地透过某一方向的光,从而产生偏振光。
2. 偏振光的检测检测偏振光的方法主要有以下几种:(1)干涉法:利用两束偏振光相互干涉,观察干涉条纹的变化,从而判断光是否为偏振光。
(2)马吕斯定律:利用偏振片检测偏振光的振动方向,验证马吕斯定律。
(3)光电效应:利用光电探测器检测偏振光的强度变化,验证偏振光的存在。
3. 马吕斯定律当一束偏振光通过一个偏振片时,其振动方向与偏振片的透振方向平行时,光强最大;当振动方向与透振方向垂直时,光强为零。
马吕斯定律的表达式为:I = I0 cos²θ其中,I为透过偏振片后的光强,I0为入射光强,θ为入射光的振动方向与偏振片的透振方向之间的夹角。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:(1)He-Ne激光器(2)偏振片(两块)(3)1/4波片(两块)(4)光具座(5)白屏(6)刻度盘2. 实验材料:(1)玻璃平板(2)反射镜四、实验步骤1. 将He-Ne激光器固定在光具座上,调整激光束的传播方向,使其垂直于白屏。
2. 将一块偏振片放置在激光束的路径上,调整偏振片的透振方向,使其与激光束的振动方向平行。
3. 观察白屏上的光强变化,记录光强最大时的偏振片透振方向。
4. 将1/4波片放置在偏振片之后,调整1/4波片的位置,使透过1/4波片的光强最大。
5. 改变偏振片和1/4波片之间的夹角,观察光强变化,记录光强最小时的夹角。
偏振光学实验实验报告
偏振光学实验实验报告一、实验目的1、了解偏振光的基本概念和产生方法。
2、掌握偏振片的特性和使用方法。
3、观察和研究光的偏振现象,验证马吕斯定律。
4、了解波片的作用和线偏振光通过波片后的偏振状态变化。
二、实验原理1、偏振光的概念光是一种电磁波,其电场和磁场的振动方向垂直于光的传播方向。
一般情况下,光的振动方向是随机的,这种光称为自然光。
如果光的振动方向在某个特定的方向上具有优势,就称为偏振光。
偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
2、偏振片偏振片是一种只允许特定方向的光振动通过的光学元件。
其原理是利用某些材料的二向色性,即对不同方向的光振动吸收程度不同。
通过偏振片后的光成为线偏振光,其振动方向与偏振片的透振方向相同。
3、马吕斯定律当一束强度为 I₀的线偏振光通过一个透振方向与光振动方向夹角为θ 的偏振片时,其透过的光强 I 为:I = I₀cos²θ4、波片波片是一种能使光的偏振状态发生改变的光学元件。
常见的波片有1/4 波片和 1/2 波片。
当线偏振光通过 1/4 波片时,会变成椭圆偏振光或圆偏振光;当线偏振光通过 1/2 波片时,其偏振方向会旋转一定的角度。
三、实验仪器1、半导体激光器2、起偏器(偏振片)3、检偏器(偏振片)4、 1/4 波片5、光功率计四、实验步骤1、搭建实验光路将半导体激光器、起偏器、检偏器依次放置在光学导轨上,使激光束依次通过起偏器和检偏器,调整各器件的高度和角度,使光路保持水平。
2、观察自然光和偏振光(1)不放置起偏器,观察激光束的状态,此时为自然光。
(2)在光路中插入起偏器,旋转起偏器,观察通过起偏器后的光强变化,此时为线偏振光。
3、验证马吕斯定律(1)固定起偏器的透振方向,旋转检偏器,每隔 10°记录一次光功率计的读数。
(2)根据测量数据,绘制光强与角度的关系曲线,验证马吕斯定律。
4、研究 1/4 波片的作用(1)在起偏器和检偏器之间插入 1/4 波片,旋转 1/4 波片,观察光强的变化。
偏振光特性的研究实验报告
偏振光特性的研究实验报告篇一:偏振光特性的研究光学设计性实验论文偏振光特性的研究摘要:实验目的:(一)学习用光电转换的方法测定相对光强, 验证马吕斯定律。
(二)研究1/4波片的光学特性(三)研究半导体激光器的偏振特性(测出其偏振度)(四)研究物质的旋光特性(五)观察石英晶体的旋光特性和测量旋光度(六)观察旋光色散,并解释现象实验要求:(一)掌握各种偏振光的特性。
(二)学会辨别各种偏振光。
(三)了解偏振光干涉和双折射现象关键词:偏振、马吕斯定律、1/4波片、偏振特性、偏振度、旋光特性、旋光色散。
引言:光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性质,而光的偏振现象进一步验证了光波是横波。
我们研究偏振现象不仅可以认识光的电磁波性质,而且可以对光的传播规律有许多新的认识。
实验原理:1.偏振光的种类光是电磁波,它的电矢量E和磁矢量H相互垂直,且又垂直于光的传播方向.通常用电矢量代表光矢量,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.按光矢量的不同振动状态,可以把光分为五种偏振态:如光矢量沿着一个固定方向振动,称为线偏振光或平面偏振光;如在垂直于传播方向的平面内,光矢量的方向是任意的,且各个方向的振幅相等,则称为自然光;如果有的方向光矢量的振幅较大,有的方向振幅较小,则称为部分偏振光;如果光矢量的大小和方向随时间作周期性的变化,且光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的轨迹是圆或椭圆,则分别称为圆偏振光或椭圆偏振光.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.2.线偏振光的产生(1)反射和折射产生偏振根据布儒斯特定律,当自然光以ib?arctann的入射角从空气或真空入射至折射率为n的介质表面上时,其反射光为完全的线偏振光,振动面垂直于入射面,而透射光为部分偏振光,ib称为布儒斯特角.如果自然光以ib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.玻璃片的数目越多,透射光的偏振度越高.(2)偏振片它是利用某些有机化合物晶体的“二向色性”制成的.当自然光通过这种偏振片后,光矢量垂直于偏振片透振方向的分量几乎完全被吸收,光矢量平行于透振方向的分量几乎完全通过,因此透射光基本上为线偏振光.(3)双折射产生偏振当自然光入射到某些双折射晶体(如方解石、石英等)时,经晶体的双折射所产生的寻常光(o光)和非常光(e光)都是线偏振光. 3.波晶片波晶片简称波片,它通常是一块光轴平行于表面的单轴晶片,一束平面偏振光垂直入射到波晶片后,便分解为振动方向与光轴方向平行的e光和与光轴方向垂直的o光两部分(如图1所示).这两种光在晶体内的传播方向虽然一致,但它们在晶体内传播的速度却不相同(为么?).于是,e光和o光通过波晶片后就产生固定的相位差?,即??2??(ne?no)l式中?为入射光的波长,l为晶片的厚度,ne和,no分别为e和o光的主折射率。
偏振光满分实验报告
一、实验目的1. 了解光的偏振现象,验证马吕斯定律。
2. 掌握偏振光的产生、检测和调节方法。
3. 熟悉偏振光在光学器件中的应用。
二、实验原理光是一种电磁波,其电场矢量在垂直于传播方向的平面内可以有不同的振动方向。
当光波的电场矢量在某一平面内振动时,这种光称为偏振光。
偏振光可以由自然光通过偏振片产生。
当一束偏振光通过另一偏振片时,根据马吕斯定律,透射光的强度与两个偏振片的夹角有关。
三、实验仪器与材料1. 激光器2. 偏振片(两块)3. 波片(1/4波片和1/2波片)4. 光具座5. 白屏6. 玻璃平板7. 检流计四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、波片和玻璃平板依次放置在光具座上,调整好光路,使激光束垂直照射到偏振片上。
2. 将第一块偏振片(起偏器)固定在光具座上,调整其方向,使激光束通过起偏器成为偏振光。
3. 将第二块偏振片(检偏器)固定在光具座上,调整其方向,观察白屏上的光斑变化。
4. 改变检偏器的方向,观察光斑的明暗变化,验证马吕斯定律。
5. 将波片插入光路,观察光斑的变化,分析波片对偏振光的作用。
6. 改变波片的厚度,观察光斑的变化,分析波片厚度的变化对偏振光的影响。
7. 将玻璃平板插入光路,观察光斑的变化,分析玻璃平板对偏振光的作用。
8. 通过调整光路,观察圆偏振光和椭圆偏振光的形成。
五、实验数据与处理1. 在实验过程中,记录不同角度下检偏器对光斑的影响,验证马吕斯定律。
2. 分析波片厚度对偏振光的影响,得出结论。
3. 分析玻璃平板对偏振光的影响,得出结论。
4. 通过观察光斑的变化,分析圆偏振光和椭圆偏振光的形成。
六、实验结果与分析1. 实验验证了马吕斯定律,即偏振光的强度与两个偏振片的夹角有关。
2. 波片可以改变偏振光的振动方向,其厚度对偏振光的影响较大。
3. 玻璃平板可以改变偏振光的传播方向,对偏振光的作用较小。
4. 通过调整光路,成功观察到圆偏振光和椭圆偏振光的形成。
七、实验总结1. 通过本次实验,加深了对光的偏振现象的认识,验证了马吕斯定律。
偏振光实验的报告 .doc
偏振光实验的报告 .doc偏振光实验是一种通过光的偏振性质来研究物质的方法。
本实验主要通过探究偏振片的旋转、波片之间的相位差以及交叉偏振等现象来研究光的偏振性,并分析光的偏振性质在实际生活中的应用。
第一部分:偏振片的旋转实验首先,本实验使用一块偏振片作为偏振器,通过调整偏振片的角度,观察到光强度的变化。
结果表明,当偏振片垂直于光线传播方向时,光的强度为最小值;而当偏振片与光线传播方向平行时,光的强度为最大值。
这是由于偏振片只允许特定方向上的光通过,而垂直于偏振片方向的光无法通过,因此产生了光强度的变化。
接下来,我们将在偏振器和检偏器之间加入样品,比较在不同偏振片角度下样品对光的偏振状态的改变情况。
我们发现,当样品为无法旋转的普通透明物质时,输出光的强度与偏振片的角度无关,仍然是最小值或最大值;而当样品为旋转对称物质时,随着偏振片旋转角度的改变,输出光的强度会发生改变。
这是由于旋转对称物质能够改变光的偏振状态,并影响通过偏振片的光线强度。
第二部分:波片之间的相位差实验在本实验中,我们使用两个相同的波片,将波片放置在偏振器和检偏器之间,并旋转其位置,观察其在不同的相位差下的光强度变化。
结果表明,当两个波片的光轴方向平行且相位差为整数倍波长时,输出光的强度为最大值;而当两个波片的光轴方向垂直且相位差为奇数倍波长时,输出光的强度为最小值。
这是由于两个波片对光的振动方向和速度均产生了影响,造成了光的强度变化,同时也证明了光的波动性质。
交叉偏振实验是一种测量光强度的方法,可以用于研究光的性质以及物质对光的偏振性质的影响。
我们在实验室中搭建了一个交叉偏振仪,通过调整偏振片和检偏器的位置来观察光的偏振状态和强度变化。
结果表明,当偏振片和检偏器的方向相同时,输出光的强度最大;而当两者的方向垂直时,输出光的强度最小。
这是由于交叉偏振仪中的偏振片和检偏器能够对光的偏振状态进行控制,同时也能够对光的强度进行测量。
总结通过本次实验,我们了解了偏振光的基本概念和原理,并掌握了偏振片旋转、波片之间的相位差以及交叉偏振等实验方法。
- 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)。
偏振光的研究实验报告
偏
振
光
的
研
究
班级:物理实验班21
学号:2120909006
姓名:黄忠政
光的偏振现象是波动光学的一种重要现象,它的发现证实了光是横波,即光的振动垂直于它的传播方向。
光的偏振性质在光学计量、光弹技术、薄膜技术等领域有着重要的应用。
一.实验目的:
1.了解产生和检验偏振光的原理和方法;
2.了解各种偏振片和波片的作用。
二.实验装置;
计算机,格兰陵镜,1/2、1/4波片,调节支架,光电接系统,激光器。
三.实验原理:
1.偏振光的概念和基本规律
(1)偏振光的种类
光波是一种电磁波,根据电磁学理论,光波的矢量E、磁矢量H和光的传播方向三者相互垂直,所以光是横波。
通常人们用
电矢量E代表光的振动方向,而电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光波的振动面。
普通光源发出的光是由大量原子或分子的自发辐射所产生的,它们所发射的光的电矢量在各个方向振动的几率相同,称为自然光。
电矢量的振动方向始终沿某一确定方向的光,称为线偏振光或平面偏振光。
若电矢量在各个方向都振动,但在某个固定方向占绝对优势,这种光称为部分偏振光,电矢量的末端在垂直于光传播方向的任一平面内做椭圆(或圆)运动的光,称为椭圆(或圆)偏振光。
各种偏振光的电矢量E如图1所示,注意光的传播方向垂直于纸面。
(2)偏振光、波片和偏振光的产生
通常的光源都是自然光,研究光的偏振性质,必须采用一些物理方法将自然光变成偏振光,这一转变过程称为起偏,获得线
偏振光的器件称为起偏器。
线偏振光可用人造偏振片获得,如:某些有机化合物晶体具有二向色性,用这些材料制成的偏振片,能吸收某一方向振动的光,与此方向垂直振动的光则能通过,从而产生线偏振光;还可以利用光的反射和折射起偏的平行玻璃片堆;利用晶体的双折射特性起偏的尼科尔棱镜等。
椭圆偏振光、圆偏振光可用波片来产生,将双折射晶体割成光轴与表面平行的晶片,就制成波片了。
当波长为λ线偏振光垂直入射到厚度为d波片时,线偏振光在此波片中分成o光和e 光,
二者的电矢量E分别垂直于和平行于光轴,它们的传播方向相同,但在波片中的传播速度v0、v e却不同。
如图2所示。
因此折射率n0=c/v0、n e=c/v e是不同的,于是,通过波片后,o光和e 光的相位差ΔΦ和光程差δ分别为Δφ=2Π(n0-n e)/λ,δ=(n0-n e)d能产生光程差为λ/2的波片称为λ/2波片(或半波
片),能产生光程差为λ/4的波片称为λ/4波片。
从波片透射出来的o光和e光将会复合在一起,并呈现不同的偏振状态。
线偏振光通过全波片后,透射光仍是线偏振光;线偏振光以а角通过λ/2波片后,仍是线偏振光,但偏振面转过2а角(а为入射光振动面与波片光轴的夹角);线偏振光以а角通过λ/4波片后,透射光一般为椭圆偏振光;但当а=0或Π/2时,透射光仍是线偏振光;当а=П/4时,透射光为圆偏振光。
(3)偏振光的检验
鉴别偏振光的偏振状态的过程称为检偏,检偏装置称为检偏
器。
实际上检偏器和起偏器是通用的,例如,把偏振片用于起偏就是起偏器,用于检偏就是检偏器。
线偏振光通过检偏器后,透射光的光强遵守马吕斯定律。
设强度为I0的线偏振光垂直入射到一个理想的偏振片(检偏器)
上,如图3所示,则透射光的光强为(不计光吸收)
I=I0cos2θ
式中θ为线偏振光的振动方向与偏振片偏振化方向之间的夹角。
显然转到检偏器时,透射光的强度I将发生周期性变化。
当θ=0º时,透射光强最大;当θ=90º时,透射光强最小(消光状态),接近全暗;当0º<θ<90º时,透射光强度介于最大值与最小值之间。
把偏振光和λ/4波片结合起来,可以把自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光区分开来。
四.实验内容:
1.设计并写出:由自然光分别产生线偏振光、椭圆偏振光和圆
偏振光的实验方案。
实验方案:让自然光通过一偏振片就很容易得到线偏振光;让通过偏振片得到的线偏振光以а角通过λ/4波片后,当а角为一般角度时,便得到椭圆偏振光;当а=0或П/2时,得到的依然是线偏振光;当а=П/4时,得到圆偏振光。
于是,线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光就都得到了。
2.写出:鉴别线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光的实验方案和
根据。
实验方案:将得到的偏振光再次通过一偏振片,通过旋转该偏振片一周,观察计算机上显示的光强的变化曲线来判断是哪种类型的偏振光。
根据马吕斯定律,旋转偏振片一周后,线偏振光会产生消光的现象,圆偏振光的光强会是一个稳定值,即各个方向的光强基本保持不变,而椭圆偏振光则介于两者之间,即不会产生消光的现象,各个方向的光强也不会相同。
3.布置及调整实验光路,分别产生和鉴别三种偏振光。
五.实验结果:
按照光路图搭建好实验光路后,通过旋转λ/4波片到一定角度,然后让第二个偏振片自动旋转一周记录下对应角度的光强,可以在计算机上绘制出不同的光强随偏振片角度变化的曲线。
经过一次又一次的尝试,我们小组最终的结果还比较令人满
意,最难实现的圆偏振光我们基本上得到了。
六.心得体会:
通过这次实验,我学会了如何产生和鉴别线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光,对这三种偏振光有了更加深刻的认识,同时我也体会到了光学仪器是很矫情的,稍微不注意就可能使实验结果产生相当大的偏差,这在产生圆偏振光的过程中我有深刻的体会。