大学物理实验报告系列之偏振光的分析修订稿
【大学物理实验(含 数据+思考题)】偏振光的特性研究实验报告
实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的（1）了解自然光和偏振光的定义及特性。
（2）观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。
（3）了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。
二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等）。
三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光：由普通光源所发射的光波，在光的传播方向上，任意一个场点，光矢量既有空间分布的均匀，又有时间分布的均匀性。
偏振光：光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。
部分偏振光：光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。
平面偏振光：光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。
圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向，但大小不变，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。
椭圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量即改变它的大小，又以一定的角速度转动它的方向，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。
2.偏振光的产生及检验方法（1）平面偏振光的产生和检验方法：产生：本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。
偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的，这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领，当自然光入射到这些晶体上时，透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上，形成了平面偏振光。
检验：线性偏振光通过检偏器后，按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器，透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时，透射光的强度最大，当α= (π/2)/(3π/2)时，透射光的强度为0，出现消光现象。
所以偏振器旋转一周，透射光的强度将发生强弱变化，并且消光两次，根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。
（2）椭圆和圆偏振光的产生和检验方法：产生：波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。
双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
偏振光实验报告
偏振光实验报告验证马吕斯定律实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈吸收， 而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸收 o 光，通过 e 光)，这种对线 偏振光的强烈的选择吸收性质， 叫做二向色性。
具有二向色性的晶体叫做偏振片。
偏振片可作为起偏器。
自然光通过偏振片后，变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。
如图 1、图 2 所示：P P1 2P 1 P 2A 0θ A 0cos θ单色自然光 线偏光 线偏光图 2图 1图 1 中挨近光源的偏振片P 为起偏器， 设经过P 后线偏振光振幅为A (图1 1 02 所示)，光强为 I 0。
P 2与P 1夹角为9 ,因此经P 2后的线偏振光振幅为A = A 0cos 9 ，光强为I = A 2 cos 2 9 = I cos 2 9 ,此式为马吕斯定律。
0 0实验数据及图形：从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。
实验 2.半波片， 1/4 波片作用实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向(或者振动面)分解为寻 常光(o 光)和非常光(e 光)。
它们具有相同的振动频率和固定的相位差(同波 晶片的厚度成正比)，若将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振 光的干涉。
分振动面的干涉装置如图 3 所示， M 和N 是两个偏振片， C 是波片，单色自 然光通过 M 变成线偏振光， 线偏振光在波片 C 中分解为 o 光和 e 光，最后投影在 N 上，形成干涉。
M N单色自然光偏振片 波片 偏振片 图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况， 当 M⊥N 时， 即两个偏振片的透振方向垂直时， 出射光强为：I = 0(sin 2 29 )(1 cos 6 ) ；当 M∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射」4光强为： I = 0 (1 2 sin 2 9 cos 2 9 + 2 sin 2 9 cos 2 9 cos 6 ) 。
偏振光的研究实验报告doc
偏振光的研究实验报告篇一：偏振光的观测与研究~~实验报告偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。
本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。
光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。
目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。
【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】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．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光的传播方向。
从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。
在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。
光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。
由于热运动和辐射的随机性，大量原－子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。
一般说，在106s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。
有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。
还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。
图2 光波按偏振的分类 2．获得偏振光的常用方法 (1)非金属镜面的反射。
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）。
偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告篇一：偏振光的观测与研究~~实验报告偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。
本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。
光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。
目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。
【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】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．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光的传播方向。
从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。
在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。
光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。
由于热运动和辐射的随机性，大量原－子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。
一般说，在106s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。
有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。
还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。
图2 光波按偏振的分类 2．获得偏振光的常用方法 (1)非金属镜面的反射。
偏振光实验报告
偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法，观察偏振光的特性，了解偏振光的产生和性质，并掌握偏振光的基本原理。
二、实验仪器和材料。
1. 偏振片。
2. 真空光源。
3. 偏振光检测器。
4. 透明介质样品。
5. 旋转台。
6. 透镜。
7. 电源。
三、实验原理。
偏振光是指在某一方向上振动的光波，其振动方向与传播方向成固定夹角。
光波的振动方向可以通过偏振片来选择。
偏振片是一种具有选择性吸收性能的光学元件，可以通过吸收或者透射特定方向的光波来实现偏振光的产生。
四、实验步骤。
1. 将偏振片放置在光源前，观察透过偏振片后的光线；2. 在偏振片后方设置偏振光检测器，记录透过偏振片后的光强；3. 将透明介质样品放置在偏振片和偏振光检测器之间，观察透过样品后的光强变化；4. 通过旋转台旋转偏振片，观察透过偏振片后的光线变化；5. 用透镜将偏振光聚焦到样品上，观察透过样品后的光强变化；6. 改变透明介质样品的厚度，观察透过样品后的光强变化。
五、实验结果与分析。
通过实验观察发现，在偏振片的作用下，光线的偏振方向发生了改变，透过样品后的光强也发生了变化。
当旋转偏振片时，透过偏振片后的光线强度随着偏振片旋转角度的改变而发生周期性变化。
当透明介质样品的厚度改变时，透过样品后的光强也发生了相应的变化。
这些结果表明偏振光的产生和性质与光波的振动方向、介质的性质以及光路长度等因素密切相关。
六、实验结论。
通过本实验，我们深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
偏振光在光学领域有着重要的应用价值，对于光学仪器的设计和光学材料的研究具有重要意义。
七、实验总结。
本实验通过观察偏振光的特性，深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
同时，实验过程中我们也学会了灵活运用光学仪器和材料，提高了实验操作能力。
八、参考文献。
1. 朱乐民，光学教程，北京，高等教育出版社，2010年。
2. 王明洋，光学实验指导，北京，科学出版社，2015年。
【精品】偏振光实验报告
【精品】偏振光实验报告偏振光实验报告一、实验目的1.了解光的偏振现象和偏振光的产生方法；2.掌握偏振光的检验方法和应用；3.培养实验技能和观察、分析问题的能力。
二、实验原理光是电磁波的一种，其振动方向与传播方向垂直，称为横波。
当光的振动方向只限于某一固定方向时，称为偏振光。
偏振光是自然界中普遍存在的一种光，如反射光、折射光等。
光的偏振现象有很多应用，如3D电影、摄影镜头、液晶显示器等。
本实验通过使用偏振片和1/4波片等实验器材，产生和检验偏振光，了解光的偏振现象和偏振光的产生方法，掌握偏振光的检验方法和应用。
三、实验器材1.激光笔；2.偏振片；3.1/4波片；4.实验支架；5.实验平台。
四、实验步骤1.将激光笔固定在实验支架上，调整激光笔的高度和角度，使激光笔发出的光线能够照射到实验平台上。
2.将一片偏振片固定在实验平台上，调整偏振片的角度，使激光笔发出的光线能够通过偏振片。
此时，激光笔发出的光线成为了线偏振光。
3.将1/4波片插入到激光笔和偏振片之间，调整1/4波片的角度，观察激光笔发出的光线是否发生了改变。
此时，激光笔发出的光线成为了椭圆偏振光或圆偏振光。
4.将另一片偏振片插入到激光笔和1/4波片之间，调整偏振片的角度，观察激光笔发出的光线是否能够通过偏振片。
此时，可以通过调整偏振片的角度来控制激光的亮度。
5.记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1.当激光笔发出的光线通过第一片偏振片时，光线的亮度减弱，说明激光笔发出的光线是自然光，其中包含了多个方向的振动。
通过第一片偏振片后，只剩下了一个方向的振动，成为了线偏振光。
2.当将1/4波片插入到激光笔和第一片偏振片之间时，激光笔发出的光线发生了改变，亮度减弱并且出现了彩色光环。
这说明1/4波片将线偏振光转变为了椭圆偏振光或圆偏振光。
这是因为1/4波片能够将线偏振光的振动方向旋转90度，并且改变了光线的相位差。
当相位差为90度时，光线的振动方向与传播方向成45度角，形成了椭圆偏振光；当相位差为180度时，光线的振动方向与传播方向垂直或平行，形成了圆偏振光。
偏振现象的观察与分析实验报告
偏振现象的观察与分析实验报告偏振现象的观察与分析实验报告引言：偏振现象是光学中一个重要的现象，它指的是光波在传播过程中，由于光波的电矢量在空间中的振动方向不同，导致光波的偏振状态发生变化。
通过对偏振现象的观察与分析实验，我们可以深入了解光的性质以及光与物质的相互作用。
实验目的：本次实验的目的是通过观察和分析不同光源的偏振现象，探究光的偏振性质，并进一步了解光的传播规律。
实验装置：实验装置主要包括：偏振片、光源、偏振片旋转台、偏振片检偏器、光屏等。
实验步骤：1. 将光源置于实验装置的一端，调整偏振片旋转台，使其与光源之间呈45度夹角。
2. 在光源的另一侧放置一块偏振片，将其与光源之间呈90度夹角。
3. 调整偏振片旋转台，观察光源通过两块偏振片后的光强变化情况。
4. 将偏振片检偏器放置在光屏的一侧，调整其角度，观察光通过检偏器后的光强变化情况。
实验结果与分析：通过实验观察和记录，我们得到了以下实验结果和分析：1. 光源通过偏振片后的光强变化情况：当光源通过第一块偏振片时，我们观察到光强发生了明显的变化。
当两个偏振片的振动方向平行时，光强最大；当两个偏振片的振动方向垂直时，光强最小。
这表明光源发出的光是具有偏振性质的。
2. 光源通过检偏器后的光强变化情况：在第一部分实验的基础上，我们进一步将偏振片检偏器放置在光屏的一侧。
通过调整检偏器的角度，我们观察到了光强的变化。
当检偏器的振动方向与第一块偏振片的振动方向平行时，光强最大；当检偏器的振动方向与第一块偏振片的振动方向垂直时，光强最小。
这说明检偏器可以选择性地通过或阻挡特定方向的偏振光。
实验结论：通过以上实验观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光源发出的光具有偏振性质，其振动方向可以通过偏振片的旋转来调节。
2. 偏振片检偏器可以选择性地通过或阻挡特定方向的偏振光，从而改变光的偏振状态。
3. 光的偏振现象与光的传播方向、振动方向以及介质的性质等因素有关。
偏振光的观察与研究报告
实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：偏振光的观察与研究振现象在生活和生产中有广泛应用，比如利用偏振眼镜可以观看立体电影，用偏振片可以突出蓝天中的白云，在液晶显示器中可以控制字符显示，在显微镜中可用来检测样品的各向异性和双折射性，检测材料的结构、厚度、折射率和应力分布等。
光的偏振在建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。
起偏器和检偏器根据光学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。
产生偏振光的方式：1.光在界面的反射和透射：根据布儒斯特定律，入射角为一特定值时，反射光为完全线偏振光，折射光为部分偏振光。
2.光学棱镜：利于晶体的双折射原理得到的o光和e光是完全偏振光。
3.偏振片：利于有机分子（如聚乙烯醇）的平行排列，只允许垂直于排列方向的光振动通过，可以产生线偏振光。
该方法因工艺简单且价格便宜得到广泛应用，本实验中采用偏振片作为起偏器和检偏器。
马吕斯定律偏振光的研究从马吕斯定律开始，马吕斯定律也是最基本和最重要的偏振定律。
马吕斯于1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为：其中是检偏器的偏振方向和起偏器偏振方向的夹角。
波晶片波晶片又称位相延迟片，是改变光的偏振态的元件。
它是利用不同偏振方向的光在晶体中的传播速度不同来产生相位延迟的，传播速度较大()的振动方向成为快轴，传播速度较小()的振动方向称为慢轴。
设快轴和慢轴对应的折射率分别为，波片的厚度为，则光束通过波片后的光程差为：对应的相位差为•若光程差满足即相位差，我们称之波片。
•若光程差满足即相位差，我们称之2波片。
图5，波片的o轴与偏振方向平行图6，波片旋转图7，波片旋转上图坐标轴表示波晶片，o轴和e轴表示波片的快轴和慢轴方向，o和e轴相互垂直。
红色箭头表示自然光经过检偏器后的电矢量方向，实验中起偏器的设置始终不变。
绿色箭头表示偏振光经过波片后的偏振状态。
大学物理实验报告系列之偏振光的分析完整版
大学物理实验报告系列之偏振光的分析HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】【实验名称】偏振光的分析【实验目的】1．观察光的偏振现象，巩固理论知识，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和定性检验方法。
【实验仪器】He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、632.8nm的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。
【实验原理】1．光的偏振状态偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。
它是横波的重要特性。
光在传播过程中，若电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为直线偏振光，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；若光波电矢量的振动随时间作有规律的改变，即电矢量的末端在垂直于光传播方向的平面上的轨迹是圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光和椭圆偏振光；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。
2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。
直线偏振光垂直通过波片的偏振状态3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤1．测定玻璃对激光波长的折射率2．产生并检验圆偏振光3．产生并检验椭圆偏振光【数据表格与数据记录】波长为632.8nm时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。
现象：两次最亮，两次消光。
结论：圆偏振光如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。
现象：两次亮光，两次消光结论：椭圆偏振光现象：两最亮，两次消光 结论：线偏振光【小结与讨论】1. 实验测的了632.8nm 时玻璃对空气的折射率为1.5399。
2. 单色自然光经过起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应出现两次消光现象，是分析其原因。
答：当检偏器的偏振化的方向和检偏器的偏振化的方向为2π和3π时，根据马吕斯定律θ20cos I I =可知，出现两次光强为零的情况，即光电流出现了2次消光现象。
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。
偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告
本次实验，中非合作联合实验室专家们，研究了偏振光的特性及其生物活性化合物检
测术，通过反射式偏振光法建立了物质的偏振特征数据库，得到了更深入的理解。
首先，为了模拟实际的非线性效应，我们以大功率激光器为激发源，采用双色偏振调
制的技术，进行偏振检测试验，排列组合各种偏振状态，确定最佳偏振状态和观察获得的
信号强度。
然后，我们建立了偏振特征数据库，输入不同类型的生物活性物质，观察它们在反射
式偏振光下的特征，并将其与标准特征进行比较，进行检测。
另外，我们还建立了偏振光
成像技术，用它来观测偏振光波的相位变化，并分析相位变化的原因，观测物质的偏振特性。
最后，我们运用了强偏振技术，并采用非线性光谱研究，探讨偏振材料的变动特性，
从而更好地理解偏振光在生物活性物质检测中的作用及其机理。
实验结果表明，采用反射式偏振光技术可以检测准确，从而确定特定生物活性物质，
而在非线性光谱研究中，偏振材料的一致性和稳定性也非常重要。
总之，本次实验研究了偏振光的特性及其在生物活性物质检测中的应用，有助于更深
入的理解偏振光的机理并发挥其更好的生物检测效果，从而获得更精确、准确的实验结果。
偏振光特性的研究实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除偏振光特性的研究实验报告篇一：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、ve却不同。
偏振光分析试做报告
偏振光分析试做报告偏振光分析实验⽬的1. 观察光的偏振现象，熟悉偏振的基本规律。
2. 验证布儒斯特定律，测定玻璃的折射率。
3. 了解产⽣与检验偏振光的器件，掌握产⽣与检验偏振光的原理与⽅法。
实验原理1. 偏振光的基本概念在发光过程中，有些光的振动⾯在某个特定⽅向上出现的⼏率⼤于其他⽅向，即在较长时间内电⽮量在某⼀⽅向上较强，这种的光称为部分偏振光，还有⼀些光，其振动⾯的取向和电⽮量的⼤⼩随时间作有规律的变化，⽽电⽮量末端在垂直于传播⽅向的平⾯上的轨迹呈椭圆或圆。
这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。
线偏振光⾃然光部分偏振光圆偏振光椭圆偏振光图1 2. 获得偏振光的常⽤⽅法（1）反射起偏器（或透射起偏器）（2）晶体起偏器（3）偏振⽚（分⼦型薄膜偏振⽚） 3. 偏振光的检测按照马吕斯定律，强度为I 0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为θ20cos I I =根据透射光强度变化的情况，可以区别光的不同偏振状态。
4. 偏振光通过波晶⽚时的情形（1）波晶⽚（2）光束通过波⽚后偏振态的改变①各种偏振光垂直⼊射并经过λ/4波⽚后偏振状态的变化情况：②1/2波⽚的作⽤当以平⾯偏振光垂直⼊射到1/2波⽚上时，如果光振动⾯与波⽚光轴成θ⾓，则通过波⽚的光仍为平⾯偏振光，但其振动⾯转动了⼆倍θ⾓，如果θ=450，则出射光的振动⾯与⼊射光的振动⾯垂直。
实验仪器光学平台及底座、He —Ne 激光器（632.8nm ）、偏振⽚（起偏器、检偏器）、可变⼝径维架、、X 轴旋转⼆维架（两个，波⽚也需要⼀个）⽩屏、1/4、1/2波⽚各⼀⽚、公⽤底座（波⽚使⽤）实验内容1. 验证马吕斯定律。
2. 考察平⾯偏振光通过λ/2波长时的现象。
3. ⽤波长⽚产⽣圆偏振光和椭圆偏振光。
注意事项：1. 激光束光线集中、亮度⼤，实验时不可⽤眼睛直视。
2．偏振⽚、玻璃⽚等要轻拿轻放，防⽌打碎。
3. 所有的镜⽚、光学表⾯等应保持清洁、⼲燥，严禁⽤⼿或他物触碰，以免污损。
偏振光学实验报告
偏振光得产生与检验一．实验目得1、掌握偏振光得产生原理与检验方法,观察线偏振光2、验证马吕斯定律，测量布儒斯特角;二．实验原理１、光得偏振性ﻩ光波就是波长较短得电磁波，电磁波就是横波,光波中得电矢量与波得传播方向垂直。
光得偏振观象清楚地显示了光得横波性。
光大体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光与部分偏振光。
而线偏振光与圆偏振光又可瞧作椭圆偏振光得特例。
(1）自然光光就是由光源中大量原子或分子发出得。
普通光源中各个原子发出得光得波列不仅初相彼此不相关，而且光振动方向也就是彼此不相关得,呈随机分布。
在垂直于光传播方向得平面内，沿各个方向振动得光矢量都有。
平均说来，光矢量具有轴对称而且均匀得分布,各方向光振动得振幅相同，各个振动之间没有固定得相联系,这种光称为自然光或非偏振光(见下图）.我们设想把每个波列得光矢量都沿任意取定得x轴与y轴分解,由于各波列得光矢量得相与振动方向都就是无规则分布得，将所有波列光矢量得ｘ分量与y分量分别叠加起来,得到得总光矢量得分量Ex 与Ey之间没有固定得相关系，因而它们之间就是不相干得.同时Ex 与Ey得振幅就是相等得,即Ax=Ay。
这样，我们可以把自然光分解为两束等幅得、振动方向互相垂直得、不相干得线偏振光。
这就就是自然光得线偏振表示,如下图(a）所示。
分解得两束线偏振光具有相等得强度Iｘ＝Ｉy，又因自然光强度I=Ix＋Ｉｙ所以每束线偏振光得强度就是自然光强度得1/2，即通常用图（b）得图示法表示自然光。
图中用短线与点分别表示在纸面内与垂直于纸面得光振动，点与短线交替均匀画出,表示光矢量对称而均匀得分布。
(2）线偏振光光矢量只沿一个固定得方向振动时,这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。
光矢量得方向与光得传播方向所构成得平面称为振动面，如图(ａ）所示。
线偏振光得振动面就是固定不动得，图（b）所示就是线偏振光得表示方法，图中短竖线表示光振动在纸面内，点表示光振动垂直于纸面。
偏振光实验报告
偏振光实验陈述实验1. 验证马吕斯定律实验道理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈接收,而对于光振动平行于光轴的线偏振光接收很少(接收o 光,经由过程e 光),这种对线偏振光的强烈的选择接收性质,叫做二向色性.具有二向色性的晶体叫做偏振片.偏振片可作为起偏器.天然光经由过程偏振片后,变成振动面平行于偏振片光轴(透振偏向),.如图1.图2所示：1P 为起偏器,设经事后1P 线偏振光振I 0.2P 与1P 夹角为θ,是以经2P 后的线偏振光振幅为θcos 0A A =,光强为θθ20220cos cos I A I ==,此式为马吕斯定律.实验数据及图形：从图形中可以看出相符余弦定理,数据精确.实验2.半波片,1/4波片感化实验道理：偏振光垂直经由过程波片今后,按其振动偏向（或振动面）分化为平常光（o 光）和异常光（e 光）.它们具有雷同的振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比）,若将它们投影到统一偏向,就能知足相关前提,实现偏振光的干预.P 1 P 2图1 P A 0 θ 图2分振动面的干预装配如图3所示,M 和N 是两个偏振片,C 是波片,单色天然光经由过程M 变成线偏振光,线偏振光在波片C 平分化为o 光和e 光,最后投影在N 上,形成干预.,出射光强为：=⊥I 即两个偏振片的透振偏向平行时,出射光强为：)cos cos sin 2cos sin 21(222220//δθθθθ+-=I I .个中θ为波片光轴与M 透振偏向的夹角,δ为o 光和e 光的总相位差（同波晶片的厚度成正比）.转变θ.δ中的任何一个都可以转变屏幕上的光强.当δ=（2k+1）π（1/2波片）时,cos δ=-1,θ22sin 20I I =⊥,出射光强最大,2)21(sin 20//θ-=I I ,出射光强最小;当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时,cos δ=0,)2(sin 420θI I =⊥,)2sin 2(420//θ-=I I . 特别地,运用1/4波片我们还可以得到圆偏振光和椭圆偏振光.当θ=45度时,得到圆偏振光,此时让偏振片N 扭转一周,屏幕上光强不变.一般情形下,得到的是椭圆偏振光,让偏振片N 扭转一周,屏幕上的光斑“两明两暗”.实验成果：半波片实验数据表：1/4波片实验数据：结论：线偏振光经由过程1/4波片后可能变成圆偏振光,椭圆偏振图3 分振动面干预装配 波片 偏振片 偏振片光也有可能仍是线偏振光.实验3. 旋光效应实验道理：线偏振光经由过程某些物资的溶液后,偏振光的振动面将扭转必定的角度,这种现象称为旋光现象.扭转的角度称为该物资的旋光度.通经常运用旋光仪来测量物资的旋光度.溶液的旋光度与溶液中所含旋光物资的旋光才能.溶液的性质.溶液浓度.样品管长度.温度及光的波长等有关.当其它前提均固准时,旋光度与溶液浓度C 呈线性关系即C βθ= (5-1) 比例常数与物资旋光才能.溶剂性质.样品管长度.温度及光的波长等有关,C 为溶液的浓度.物资的旋光才能用比旋光度即旋光率来器量,旋光率用下式暗示：[]C l t⋅=θαλ(5-2)(5-2)式中,右上角的t 暗示实验时温度(单位：℃),是指旋光仪采取的单色光源的波长(单位：nm),θ为测得的旋光度(0),l 为样品管的长度(单位：dm),C 为溶液浓度(单位：g/100mL).由(5-2)式可知：偏振光的振动面是跟着光在旋光物资中向进步行而逐渐扭转的,因而振动面转过角度θ透过的长度l 成正比.振动面转过的角度θ不但与透过的长度l 成正比,并且还与溶液浓度C 成正比[14].假如已知待测溶液浓度C 和液柱长度l,只要测出旋光度θ就可以盘算出旋光率.假如已知液柱长度为l 固定值,可依次转变溶液的浓度C,就可以测得响应旋光度θ.并作旋光度与浓度的关系直线θ~C,从直线斜率.液桩长度l 及溶液浓度C,可盘算出该物资的旋光率;同样,也可以测量旋光性溶液的旋光度θ,肯定溶液的浓度C.旋光性物资还有右旋和左旋之分.当面临光射来偏向不雅察,假如振动面按顺时针偏向扭转,则称右旋物资;假如振动面向逆时针偏向扭转,称左旋物资.测量葡萄糖水溶液的浓度将已经设置装备摆设好的装有不合的容积克浓度(单位：g/100mL)的葡萄糖.水溶液的样品管放到样品架上,测出不合浓度C 下旋光度值.并同时记载测量情形温度和记载激光波长葡萄糖水溶液的浓度配制成C 0.C 0/2.C 0/4.C 0/8,0(纯水,浓度为零),共5种试样,浓度C0取30%阁下为宜.分离将不必浓度溶液注入雷同长度的样品试管中.测量不合浓度样品的旋光度(多次测量取平均).用最小二乘法对旋光度.溶液浓度进行直线拟合(可以将C 0作为1个单位斟酌),盘算出葡萄糖的旋光率.也可以以溶液浓度为横坐标,旋光度为纵坐标,绘出葡萄糖溶液的旋光直线,由此直线斜率代入公式(5-2),求得葡萄糖的旋光率t0650][ .数据记载及处理图形：实验4. 光弹效应光弹性实验是运用光学办法研讨受力构件中应力散布情形的实验,在光测弹性仪长进行,先器具有双折射机能的透明材料制成和实际构件外形类似的模子,受力后,以偏振光透过模子,因为应力的消失,产生光的临时双折射现象,再透过剖析镜后产生光的干预,在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象,依据它即可推算出构件内的应力散布情形,所以这种办法对外形庞杂的构件尤为实用.光弹性实验办法是一种光学的应力测量办法,因为测量是全域性的,所以具有直不雅性强,能有用而精确地肯定受力模子各点的主应力差和主应力偏向,并能盘算出各点的主应力数值.尤其对构件应力分散系数的肯定,光弹性实验法显得特别便利和有用.工程实际中有许多构件,例如工业中的各类机械零件,它们的外形很不规矩,载荷情形也很庞杂,对这些构件的应力进行理论剖析有时异常艰苦,往往须要实验的办法来解决,光弹性实验就是个中比较直不雅有用的一种解决办法.实验道理光弹性实验是运用光学办法研讨受力构件中应力散布情形的实验,在光测弹性仪长进行,先器具有双折射机能的透明材料制成和实际构件外形类似的模子,受力后,以偏振光透过模子,因为应力的消失,产生光的临时双折射现象,再透过剖析镜后产生光的干预,在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象,依据它即可推算出构件内的应力散布情形,所以这种办法对外形庞杂的构件尤为实用.图1 光弹性实验的光学效应示意图如图1所示,天然光经由过程偏振器成为平面偏振光（在A1平面中）,平面偏振光垂直地射在模子上某一O 点,假如模子未受力,则光线通事后并没有转变,但假如O 点有应力,这时将消失临时双折射现象,假如图O 点的二个主应力1σ和2σ偏向已知,则平面偏振光经由过程受力模子O 点后,分化成二个与1σ及2σ偏向一致的平面偏振光,二者之间产生一光程差δ,光程差与主应力差（1σ-2σ）及模子厚度t 成正比,即：式中k 为光学常数,与模子材料及光的性质有关.分化了的二束光线经由过程剖析器后从新在BB 平面内振动,如许就产生光的于涉现象.我们知道由剖析器出来的光线强度个中λ为光的波长,I 为偏振器与模子间偏振光的强度,α为偏振平面A1与主应力1σ的夹角.由上式可见,光强I 为零时有以下四种情形：①I=0,这与实际情形不符,因为只有在无光源时I 才会是零. ② δ=0,由公式)21(σσδ-=kt 可知（1σ-2σ）=0,即1σ=2σ,相符这些前提的点称为各向同性点.假如1σ=2σ=0则称为零应力点,这种点在模子上皆为黑点（因为光强等于零）,例如纯曲折梁上中性轴上各点1σ=2σ=0,故模子中性层处为一条黑线.③sin(2α)=0,即α=n π/2(n=0,1,2,3……)这解释模子上某点主应力偏向与偏振镜光轴重合,模子上也呈黑点,这类黑点构成的持续黑线称为等倾线,等倾线上各点的主应力偏向都雷同,并且偏振镜光轴的偏向也就是主应力的偏向.④0/sin =λπδ,以公式)21(σσδ-=kt 代人,则0)21()/sin(=-σσλπkt ,于是可得图 2 圆偏振光场示意图t nf /21=-σσ (n=0,1,2,3……)上式标明,当模子中某点的主应力差值为f/t 的整数倍时,则此点在模子上呈黑点,当主应力差为f/t 的某统一整数倍的各个暗点,构成持续的黑线称为等差线（在此线上各点的主应力差均相等）.因为应力散布的持续性,等差线不但是持续的,并且它们之间还按必定的次序分列,对应于n=l 的等差线称为一级等差线或称一级条纹,对应于n=2的等差线称为二级等差线或二级条纹,依次类推,个中n 称为条纹序数,以上是依据光源用单色光讲的.假如光源用白光,则模子上具有雷同主应力差的各点则形成色彩雷同的光带,所以这时的等差线又称为等色线.由以上评论辩论可知,依据模子中消失的各向同性点.零应力点.等倾线.等差线（等色线）,借助于一些剖析盘算,就能求出模子中各点应力的大小和偏向.从上述基起源基本理可知,在运用单色光源时,等倾线与等差线都呈黑色,不轻易辨认,为了清除等倾线以获得清楚的等差线图,在光弹性仪两偏振镜之间装上二块1／4波长片,形成圆偏振光场,可把等倾线清除,只剩劣等差线,圆偏振光场如图2所示.图3-1 对径受压圆盘等差线图图3-2 对径受压圆盘等倾线图不雅察对径受压圆盘的等差线和等倾线,分离如图3-1和3-2所示.预备实验：光路调节先将光源.起偏器.检偏器.白屏依次放在导轨上,打开白光光源,细心调节各个器件的高度,使得全部光路高度比较适合.先肯定起偏器为随意率性偏振偏向,然后调节检偏器偏振偏向,使其正交,即经由过程两个偏振片后的光强为最弱.然后调剂两个偏振片的距离.不雅察实验1：不雅察光弹材料光弹特点将光弹材料放入已经调剂好偏振偏向的两偏振片中央,调节光弹材料的高度为适合.不雅察此时白屏的图像.然后拧紧光弹材料固定架上端的螺母,给光弹材料施加应力,不雅察此时白屏的图像,留意等差线（等色线）和等倾线的消失.本实验为验证性实验,没有实验数据.在不雅察进程中出实际验现象即可.实验5. 电光调制实验【实验目标】1、控制晶体电光调制的道理和实验办法;2、学会用实验装配测量晶体的半波电压,绘制晶体特点曲线,盘算电光晶体的消光比和透射率.【仪器和装配】电光调制实验体系由光路与电路两大单元构成,如图1所示：图1 电光调制实验体系构造【实验道理】某些晶体在外加电场的感化下,其折射率随外加电场的转变而产生变更的现象称为电光效应,运用这一效应可以对透过介质的光束进行幅度,相位或频率的调制,构成电光调制器.电光效应分为两种类型：(1) 一级电光 (泡克尔斯一—Pockels) 效应,介质折射率变更正比于电场强度.(2) 二级电光 (克尔一Kerr) 效应,介质折射率变更与电场强度的平方成正比.本实验运用铌酸理（LiNbO3 ）晶体作电光介质,构成横向调制(外加电场与光传播偏向垂直)的一级电光效应.图3 横向电光效应示意图如图3所示,入射光偏向平行于晶体光轴 (Z轴偏向),在平行于X轴的外加电场(E)感化下,晶体的主轴X轴和Y轴绕Z轴扭转45,形成新的主轴X’轴—Y’轴(Z轴不变),它们的感生折射率差为n,它正比于所施加的电场强度E：式中r为与晶体构造及温度有关的参量,称为电光系数.n0为晶体对平常光的折射率.当一束线偏振光从长度为l.厚度为d的晶体中出射时,因为晶体折射率的差别而使光波经晶体后出射光的两振动分量会产生附加的相位差,它是外加电场E的函数：式中为入射光波的波长;同时为测量便利起见,电场强度用晶体两面极间的电压来暗示,即U=Ed.当相位差＝时,所加电压U称为半波电压,它是一个用以表征电光调制电压对相位差影响的重要物理量.由(2)式可见,半波电压U决议于入射光的波长.晶体材料和它的几何尺寸.由(1).(2)式可得：式中0为U＝0时的相位差值,它与晶体材料和切割的方法有关,对加工优越的纯净晶体而言0＝0 .图4为电光调制器的工作道理图.由激光器发出的激光经起偏器P后只透射光波中平行其透振偏向的振动分量,当该偏振光I P垂直于电光晶体的通光概况入射时,如将光束分化成两个线偏振光,经由晶体后其X分量与Y分量的相差为 (U),然后光束再经检偏器A,产生光强为I A的出射光.当起偏器与检偏器的光轴正交(A P)时,依据偏振道理可求得输出光强为：图4 电光调制器工作道理式中x P θθα-=,为P 与X 两光轴间的夹角. 若取＝土45.,这时U 对I A 的调制造用最大,并且再由（3）式可得于是可画出输出光强I A 与相位差 （或外加电压U ）的关系曲线,即I A ~（U ）或I A ~U 如下：图5 光强与相位差（或电压）间的关系由此可见：当(U)＝2k ( 或U ＝2kU ) (k=0,1, 2,)时,I A =0当 (U)＝2k +1或U ＝(2k+1) U 时,I A = I P当 (U)为其它值时, I A 在0~I P 之间变更.因为晶体受材料的缺点和加工工艺的限制,光束经由过程晶体时还会受晶体的接收和散射,使两振动分量传播偏向不完整重合,出射光截面也就不克不及重叠起来.于是,即使在两偏振片处于正交状况,且在 45±=-=x P θθα的前提下,当外加电压U ＝0时,透射光强却不为0,即I A = I min 0U ＝U 时,透射光强却不为I P ,即 I A = I max I P由此须要引入别的两个特点参量：消光比 min max I I M = 透射率 0max I I T =式中,I o 为移去电光晶体后迁移转变检偏器A 得到的输出光强最大值. M 愈大,T 愈接近于1,暗示晶体的电光机能愈佳.半波电压U .消光比M,透光率T 是表征电光介质品德的三个特点参量.从图5可见,相位差在＝/2或(U ＝U /2 )邻近时,光强I A 与相位差 (或电压U) 呈线性关系,故从调制的实际意义上来说,电光调制器的工作点平日就选在该处邻近.图6为外加偏置直流电压与交变电旌旗灯号时间强调制的输出波形图.由图6可见,选择工作点② (U ＝U /2 )时,输出波形最大且不掉真.选择工作点① (U ＝0 ) 或③ (U ＝U )时,输出波形小且轻微掉真,同时输出旌旗灯号的频率为调制频率的两倍.图 6 选择不合工作点时的输出波形工作点的偏置可经由过程在光路中拔出一个／4波片其透光轴平行于电光晶体X轴 (相当于附加一个固定相差＝/2 )作为“光偏置”.但也可以加直流电压来实现.实验数据及结论：I正向偏压：反相偏压：Matlab仿真图：半波电压：U=528V.实验小结：实验的症结在于光路的准直,假如光路不准直,实验将无法完成.实验6. 液晶的电光效应实验道理液晶态是一种介于液体和晶体之间的中央态,既有液体的流淌性.粘度.形变等机械性质,又有晶体的热.光.电.磁等物理性质.液晶与液体.晶体之间的差别是：液体是各向同性的,分子取向无序;液晶分子有取向序,但无地位序;晶体则既有取向序又有地位序. 就形成液晶方法而言,液晶可分为热致液晶和溶致液晶.热致液晶又可分为近晶相.向列相和胆甾相.个中向列相液晶是液晶显示器件的重要材料[13].接着液晶对于晶电的光效应有如下熟悉：液晶分子是在外形.介电常数.折射率及电导率上具有各向异性特点的物资,假如对如许的物资施加电场(电流),跟着液晶分子取向构造产生变更,它的光学特点也随之变更,这就是平日说的液晶的电光效应.液晶的电光效应种类繁多,重要有动态散射型(DS).扭曲向列相型(TN).超扭曲向列相型(STN).有源矩阵液晶显示(TFT).电控双折射(ECB)等.个中运用较广的有：TFT型───重要用于液晶电视.笔记本电脑等高级产品;STN型 2 ───重要用于手机屏幕等中档产品;TN型───重要用于电子表.盘算器.仪器内心.家用电器等中低档产品,是今朝运用最广泛的液晶显示器件.TN 型液晶显示器件显示道理较简略,是STN.TFT等显示方法的基本.本仪器所运用的液晶样品即为TN型.无外电场感化时,因为可见光波长远小于向列相液晶的扭曲螺距,当线偏振光垂直入射时,若偏振偏向与液晶盒上概况分子取向雷同,则线偏振光将随液晶分子轴偏向逐渐扭转90o,平行于液晶盒下概况分子轴偏向射出;若入射线偏振光偏振偏向垂直于上概况分子轴偏向,出射时,线偏振光偏向亦垂直于下概况液晶分子轴;当以其他线偏振光偏向入射时,则依据平行分量和垂直分量的相位差,以椭圆.圆或直线等某种偏振光情势射出.对液晶盒施加电压,当达到某一数值时,液晶分子长轴开端沿电场偏向竖直,电压持续增长到另一数值时,除附着在液晶盒高低概况的液晶分子外,所有液晶分子长轴都按电场偏向进行重分列,TN型液晶盒90o旋光性随之消掉.[13][13]若将液晶盒放在两片平行偏振片之间,其偏振偏向与上概况液晶分子取向雷同.不加电压时,入射光经由过程起偏器形成的线偏振光,经由液晶盒后偏振偏向随液晶分子轴扭转900,不克不及经由过程检偏器;施加电压后,透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小的关系见图6-1;个中纵坐标为透光强度,横坐标为外加电压.最大透光强度的10%所对应的外加电压值称为阈值电压(U th),标记了液晶电光效应有可不雅察反响的开端(或称起辉),阈值电压小,是电光效应好的一个重要指标.最大透光强度的90%对应的外加电压值称为饱和电压(U r),标记了获得最大比较度所需的外加电压数值,U r小则易获得优越的显示后果,且下降显示功耗,对显示寿命有利.比较度D r=I max/I min,个中I max为最大不雅察(接收)亮度(照度),I min为最小亮度.陡度β=U r/ U th即饱和电压与阈值电压之比.图6-2 液晶电光效应参考图[13]TN型液晶显示器件构造参考图6-2,液晶盒高低玻璃片的外侧均贴有偏光片,个中上概况所附偏振片的偏振偏向老是与上概况分子取向雷同.天然光入射后,经由偏振片形成与上概况分子取向雷同的线偏振先,入射液晶盒后,偏振偏向随液晶分子长轴扭转900,以平行于下概况分子取向的线偏振光射出液晶盒.若下概况所附偏振片偏振偏向与下概况分子取向垂直(即与上概况平行),则为黑底白字的常黑型,不通电时,光不克不及透过显示器(为黑态),通电时,900旋光性消掉,光可经由过程显示器(为白态);若偏振片与下概况分子取向雷同,则为白底黑字的常白型,如图6-2所示构造.TN-LCD可用于显示数字.简略字符及图案等,有选择的在各段电极上施加电压,就可以显示出不合的图案.实验仪器μW).实验步调在做实验之前须要将实验仪器放置在光学导轨上,光学导轨上依次为：氦氖激光器-偏振片-液晶盒-偏振片-光电探测器(带可调光阑).打开氦氖激光器,调节各元件高度,尽量使激光依次穿过个光学元件中间,最后打在光功率测试仪的探头上.调剂光路,打开光功率测试仪,扭转两片偏振片,可不雅察到光功率计数值大小变更,若最大透射光强小于200μW,可扭转氦氖激光器机身,使最大透射光壮大于200μW最后调节偏振片正交至透射光强值达到最小.打开液晶盒的控制电箱,此时液晶是最黑状况.按一下“调节”按钮,此时液晶为透光状况,此时加在液晶上的电压为 5.1V.此时开端记载光功率测试仪读数,然后逐次按“调节”按钮,每次增长的电压为0.2伏,液晶状况完成一个透光——最黑状况,共有16个档位.最后全黑时的电压为8.4伏.作电光曲线图,纵坐标为透射光强值,横坐标为外加电压值.依据作好的电光曲线,求出样品的阈值电压U th (最大透光强度的10%所对应的外加电压值).饱和电压Ur(最大透光强度的90%对应的外加电压值).比较度D r(D r=I max/I min)及陡度β(β=U r/ U th).演示黑底白字的常黑型TN-LCD.拔掉落液晶盒上的插头,光功率计显示为最小,即黑态;将电压调至8.4V阁下,连通液晶盒,光功率计显示最大数值,即白态.数据记载及处理下图为盘算机模仿出实验数据得出的图形,图形根本相符请求,验证了液晶电光效应.因为在液晶面板的两头参加了两个偏振偏向互相垂直的偏振板.故而实验在电压较低的时刻光壮大,电压较高的时刻光强小.。
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大学物理实验报告系列之偏振光的分析
Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
【实验内容】
1．测定玻璃对激光波长的折射率 2．产生并检验圆偏振光 3．产生并检验椭圆偏振光
【数据表格与数据记录】
现象：两次最亮，两次消光。
结论：圆偏振光 如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。
现象：两次亮光，两次消光 结论：椭圆偏振光
现象：两最亮，两次消光 结论：线偏振光
【小结与讨论】
1. 实验测的了时玻璃对空气的折射率为。
2. 单色自然光经过起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应出现两次消光现象，是分析其原因。
答：当检偏器的偏振化的方向和检偏器的偏振
化的方向为2π和3
π
时，根据马吕斯定律
θ20cos I I =可知，出现两次光强为零的情
况，即光电流出现了2次消光现象。
3.自己设计实验进行了几种偏振光的检验的工作，搞清了几种偏振光的区别，以及怎样得到他们。