偏振光分析

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偏振光分析

偏振光分析

实验十九偏振光分析实验目的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。

实验装置(图19-1)1: He-Ne 激光器 2:升降调节底座SZ-03 3:光栅转台SZ-10 4:升降调节底座SZ-03 5:平面镜M6: X 轴旋转二维架(SZ-06)7: X 轴旋转二维架(SZ-06) 8:偏振片9:升降调节底座(SZ-03) 10:白屏(SZ-13) 11:升降调节底座(SZ-03)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)由二向色性晶体的选择吸收产生偏振:有些 晶体(如电气石、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,这种选择吸收性,称为二 向色性。

当自然光通过二向色性晶体时,其中一成分的 振动几乎被完合吸收,而另一成分的振动几乎没有损失 (图19-2),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,使图 19-2 用方便。

偏图 19-1非偏振光平面偏振光振片的缺点是有颜色,光透过率稍低。

(2)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,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(图19-3)。

它由两块经特殊切割的方解石晶体,用加拿大树胶合而成。

透过尼科耳棱镜的平面偏振光的偏振面平行于晶体的主截面,垂直于主截面的偏振光被除掉。

2、圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图19-4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Asin〉和Acos 「,它们的相位相同。

偏振光原理实验实验报告(3篇)

偏振光原理实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 深入理解光的偏振现象,巩固相关理论知识。

2. 掌握直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。

3. 学会使用偏振片、波片等实验仪器,进行光的偏振状态分析。

二、实验原理1. 偏振光的产生:自然光经过起偏器后,其振动方向变得有规律,成为偏振光。

2. 偏振光的检验:通过观察光的偏振现象,判断光的偏振状态。

3. 偏振光的分解:利用波片可以将偏振光分解为两个相互垂直的偏振光。

三、实验仪器1. 激光器:提供稳定的单色光。

2. 偏振片:用于产生和检验偏振光。

3. 波片:用于分解偏振光。

4. 光具座:用于固定实验仪器。

5. 光屏:用于观察光斑。

6. 秒表:用于测量时间。

四、实验步骤1. 将激光器发出的光束调整至水平传播。

2. 将偏振片固定在光具座上,使光束通过偏振片。

3. 观察光屏上的光斑,记录光斑形状和亮度。

4. 将波片固定在光具座上,使光束通过波片。

5. 调整波片的角度,观察光屏上的光斑变化,记录光斑形状和亮度。

6. 重复步骤4和5,分别使用两个偏振片和两个波片进行实验。

五、实验数据及处理1. 观察到,当光束通过偏振片后,光屏上的光斑形状变为明暗相间的条纹,说明光束被分解为两个相互垂直的偏振光。

2. 调整波片角度,当波片的光轴与偏振片的光轴平行时,光屏上的光斑最亮;当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时,光屏上的光斑最暗。

3. 通过实验,验证了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。

六、实验结果与分析1. 通过实验,我们深入理解了光的偏振现象,掌握了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。

2. 实验过程中,我们发现波片的光轴与偏振片的光轴平行时,光屏上的光斑最亮;当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时,光屏上的光斑最暗。

这验证了偏振光的分解原理。

3. 实验过程中,我们使用偏振片和波片等实验仪器,成功进行了光的偏振状态分析。

七、实验总结本次实验通过观察光的偏振现象,加深了对光的偏振理论知识的理解。

大学物理实验报告系列之偏振光的分析

大学物理实验报告系列之偏振光的分析

大学物理实验报告
3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤
【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】
58308250211=-=-=ϕϕp i 57307250212=-=-=ϕϕp i
57307250213=-
=-=ϕϕp i 56306250214=-=-=ϕϕp i 58308250215=-=-=ϕϕp i 57307250216=-=-=ϕϕp i
56306250217=-=-=ϕϕp i
577
7
1=+⋅⋅⋅⋅+=
p p p i i i
5399.157tan tan === n i p
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
【小结与讨论】
1. 实验测的了63
2.8nm 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3
π
时,根据马吕斯定律θ2
0cos 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。

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光的偏振现象解析

光的偏振现象解析

光的偏振现象解析光的偏振现象是指光波在传播过程中的振动方向与传播方向有关,可以被分为线偏振、圆偏振和无偏振三种类型。

这些现象在光学、电磁学等领域具有重要的应用价值。

本文将对光的偏振现象进行深入分析,并介绍相关的实验方法和应用。

一、偏振光的特性偏振光是指在某一特定方向上振动的光波,其振动方向与波的传播方向垂直。

线偏振光的振动方向呈直线,圆偏振光的振动方向绕着传播方向旋转,而无偏振光则是在所有方向上都振动。

1.1 偏振片的原理偏振片是实现偏振光分析和利用的重要器件。

其工作原理是利用介质的吸收和透射特性来选择特定方向的光波。

通过交叉叠加两个偏振片,可以实现对光的完全消光或透振。

1.2 偏振光的产生方式偏振光可以通过自然光的偏振过滤、偏振器和波片等器件产生。

自然光在经过一系列反射、折射、散射等过程后,会出现特定方向的振动。

利用偏振片、偏振器和波片可以实现对光的偏振控制,从而产生偏振光。

二、偏振现象的实验方法为了观察和研究光的偏振现象,科学家们发展了多种实验方法和技术手段。

以下列举几种常见的实验方法:2.1 通过偏振片观察现象将偏振片与光源或光波进行组合,通过观察透过偏振片的光强变化来判断光的偏振状态。

这种方法简单易行,适合初学者体验和理解偏振现象。

2.2 干涉法利用光的干涉现象可以对光波的偏振进行测量和分析。

通过干涉条纹的变化来判断光的偏振状态和振动方向。

2.3 偏振分析仪偏振分析仪是一种专门用于观测和测量偏振现象的仪器。

通过精密的光学设计和测量手段,可以确定光的偏振状态和振动方向。

三、偏振现象的应用光的偏振现象在科学研究、光学仪器以及生产制造等领域有广泛的应用。

3.1 偏振滤光器偏振滤光器可以用于减少自然光的强度,过滤掉特定偏振方向上的光波,从而实现光的选择传输。

3.2 光通信偏振光在光通信中起到重要的作用,由于其振动方向稳定,可以提高光信号的传输质量和可靠性。

3.3 光学显微镜光学显微镜利用偏振现象来增强样品的对比度和显示细节。

物理实验技术中的偏振光分析与处理方法

物理实验技术中的偏振光分析与处理方法

物理实验技术中的偏振光分析与处理方法引言在物理实验中,偏振光是一种具有特殊振动方向的光线。

对于光的偏振性质的分析与处理是很多领域中的重要研究方向,例如光学、材料科学等。

本文将介绍一些常用的偏振光分析与处理方法,以及它们在物理实验技术中的应用。

偏振光的产生和性质偏振光是通过某些特定的光学器件(如偏振片)对自然光进行处理而产生的。

自然光是一种无规则地振动的光,在空间中各个方向上的振动方向都是平均分布的。

而偏振光则具有固定的振动方向,可以是沿一个方向振动(线偏振光),也可以是按椭圆轨道振动(椭圆偏振光)。

偏振光的分析方法1. 偏振片偏振片是最常用的偏振光分析工具之一。

通过调整偏振片的方向,可以选择性地透过或阻塞偏振光。

当偏振片和入射光的振动方向垂直时,入射光会被完全阻挡;而当振动方向平行时,入射光会被完全透过。

通过调整不同的入射光角度和偏振片的方向,可以对偏振光的性质进行分析。

2. 偏振干涉偏振干涉是利用光的相干性质来分析偏振光的一种方法。

当两束具有相同振动方向和相位差的偏振光相遇时,会发生干涉现象。

利用干涉条纹的形成和变化规律,可以获取偏振光的详细信息,如振动方向、相位差等。

偏振光的处理方法1. 偏振光分束器偏振光分束器是一种将入射偏振光分成两个具有不同振动方向的偏振光的器件。

通过将偏振光引导至不同的通道,可以将原本具有单一偏振方向的光分成两个独立的偏振光。

这种处理方法在光学通信、光存储等领域中得到了广泛应用。

2. 偏振光滤波器偏振光滤波器可以选择性地透过或阻止特定振动方向的偏振光。

通过选择不同的滤波器,可以过滤掉非目标偏振方向的光,从而实现对偏振光的有效处理。

这种方法在光学显微镜中的样本对比增强、激光器输出的纯度提高等方面都有着重要应用。

物理实验中的偏振光应用1. 结构分析偏振光通过不同的材料、结构后,会发生不同的相位差和偏振方向变化。

通过对偏振光的分析,可以了解物质的结构特性,如晶体的对称性、材料的各向异性等。

偏振光分析实验报告

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。

偏振光分析实验报告

偏振光分析实验报告

偏振光分析实验报告偏振光分析实验报告引言:光是我们日常生活中不可或缺的一部分,它以波动的形式传播,既有粒子性质也有波动性质。

而光的波动性质中,偏振光是一种特殊的现象。

本实验旨在通过对偏振光的分析,了解其性质及应用。

一、实验目的本实验旨在通过偏振光的分析,探究其性质及应用。

具体目标包括:了解偏振光的产生原理、学习偏振光的检测方法、掌握偏振片的使用技巧以及理解偏振光的应用领域。

二、实验原理1. 偏振光的产生原理偏振光的产生可以通过偏振片实现,偏振片是一种具有偏振特性的光学元件。

它通过选择性地吸收或透过特定方向的光振动,将非偏振光转化为偏振光。

2. 偏振光的检测方法常用的偏振光检测方法有:偏振片法、偏振光束分束法、偏振光束干涉法等。

其中,偏振片法是最常用的方法之一,通过旋转偏振片来观察光的强度变化,从而确定光的偏振状态。

3. 偏振片的使用技巧在实验中,正确使用偏振片是非常重要的。

一般情况下,偏振片的传光方向与其表面上的箭头方向垂直。

通过旋转偏振片,可以改变光的偏振状态。

4. 偏振光的应用领域偏振光在许多领域中都有广泛的应用,例如:光学显微镜、液晶显示器、偏振片墨镜等。

通过对偏振光的分析,可以更好地理解这些应用的原理和工作机制。

三、实验步骤1. 准备实验装置:将光源、偏振片、检测器等装置按照实验要求连接好。

2. 调整偏振片:通过旋转偏振片,观察光的强度变化,找到光的最大强度和最小强度位置。

3. 记录实验数据:记录不同位置下的光强度,并绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线。

4. 分析实验结果:根据实验数据,确定光的偏振状态,并对实验结果进行解释和讨论。

5. 总结实验结论:总结实验结果,归纳偏振光的性质及应用。

四、实验结果与讨论根据实验数据的分析,我们可以确定光的偏振状态。

通过绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线,我们可以观察到明显的周期性变化,这表明光是线偏振光。

根据光的最大强度和最小强度位置,我们可以确定光的偏振方向。

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

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。

大学物理实验报告系列之偏振光的分析.

大学物理实验报告系列之偏振光的分析.

大学物理实验报告系列之偏振光的分析.实验目的:学习偏振光的性质及其检测方法,掌握偏振片的使用,了解偏振光在通过偏振片后的偏振状态的变化。

实验原理:偏振光是在振动方向相同的电磁波的超波前中传播的,是一种只有在一个特定方向上的电磁波。

偏振光有多种产生方式,包括任意光的通过线性偏振器、光通过双折射材料时的一个偏振状态和产生由有机物质引起的有旋性光。

偏振片是实现普通光的偏振的一种光学器件。

在偏振器中,通常使用的是线性偏振器,它具有将只有振动方向平行于传播方向的光通过,同时阻止振动方向垂直于传播方向的光通过的性质。

当光经过一次完美的偏振器时,它只剩下一个特定的偏振状态。

当然,如果光通过多个偏振器,那么可以改变光的偏振状态。

实验步骤:1. 将激光打开,调整方向,让激光通过第一个偏振片。

2. 观察光的强度随着偏振片的旋转而变化。

3. 将通过第一个偏振片的激光再通过一个偏振片。

5. 将第二个偏振片旋转到90度的角度,与第一个偏振片垂直,观察激光的强度。

实验结果:通过实验可以得到以下结果:1. 当激光通过第一个偏振片时,随着偏振片的旋转,光的强度先减小,再增大,再减小。

讨论和分析:通过实验可以看出,当光经过偏振片时,光的偏振状态会改变,这种偏振状态的变化可以通过第二个偏振片的旋转来检测到。

当第二个偏振片旋转到90度的角度时,两个偏振片的振动方向垂直,此时光的强度为最弱,这是因为只有在一个特定方向上的电磁波(也就是偏振光)通过第一个偏振片,然后经过第二个偏振片的特定方向。

如果第二个偏振片的振动方向不是垂直于第一个偏振片光的振动方向,那么光的强度不会完全变为零。

结论:光是一种电磁波,偏振光只有在一个特定方向才存在。

偏振片可以将普通光转化为偏振光,并且可以通过两个偏振片的组合改变光的偏振状态。

实验可以让我们更深入理解电磁波的性质,也为我们在日常生活中应用到偏光器材料提供了一种直观的方法。

偏振光现象的观察与分析

偏振光现象的观察与分析

偏振光现象的观察与分析光的偏振是指光的振动方向不变,或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的现象.光的偏振最早是牛顿在1704~1706年间引入光学的;光的偏振这一术语是马吕斯在1809年首先提出的,并在实验室发现了光的偏振现象;麦克斯韦在1865~1873年间建立了光的电磁理论,从本质上说明了光的偏振现象.按电磁波理论,光是横波,它的振动方向和光的传播方向垂直.自然光是各方向的振幅相同的光,对自然光而言,它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向,没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上,则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等.线偏振光是在垂直于传播方向的平面内,光矢量只沿一个固定方向振动。

部分偏振光可以看作自然光和线偏振光混合而成,即它有某个方向的振幅占优势。

圆偏振光和椭圆偏振光是光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈圆或椭圆。

起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件;检偏器是用于鉴别光的偏振光状态的器件. 利用光的偏振现象在物理学方面可测量材料的厚度和折射率,可以了解材料的微观结构。

利用偏振光的干涉现象在力学上检测材料压力分布,应用于建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。

1.主窗口:打开偏振光观察与研究的仿真实验,从实验仪器栏中点击拖拽仪器至实验台上,如下图所示:2.正式开始实验:(1)光源调节双击桌面上光源小图标,弹出光源的调节窗体,可以单击光源的开关按钮,切换光源的开关状态;同时可以点击“选择发出光”按钮来选择光源发出光类型,光源默认发出的是“自然光”。

(2)偏振片调节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旋转的最小刻度单位为1°。

当鼠标按住选择不放,则偏振片则会不停的旋转,直到鼠标松开。

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。

偏振光的分析

偏振光的分析

上,则经多次反射,最后从玻片堆透射出来的光也近于线偏振光。所有这些结论都可从菲涅 耳公式出发得到论证。
自然光经过偏振片,其透过光基本上成为线偏振光。这是由于偏振片具有选择吸收性的 缘故,入射光波中,电矢量 E 垂直于偏振片透光方向的成分被强烈吸收,而 E 平行于这光方 向的分量则吸收较少。
I 马吕斯定律: 强度为 的线偏振光通过检偏器后,透射光的强度 0
光为线偏振光。
【实验内容】
一、起偏与检偏、鉴别自然光与偏振光
1、在光源至光屏的光路中放入起偏器 P1 。旋转 P1 ,观察光屏上光斑强
度的变化情况并作出判断。
2、在起偏器 P1 后面再放入检偏器 P2 ,并固定 P1 的方向。旋转 P2 360 o ,观察光屏上
光斑强度的变化情况。观察出现几次消光,并作出解释。
θ 为 I = I0 cos2 θ 。式中 为入射偏振光的偏振方向与检偏器偏振方向之
I 间的夹角。当以光线传播方向为轴转动检偏器时,透射光强度 发生
I = I I = I 周期性变化。当θ = 0 o 时, 透
;当 θ
max
= 9 0 o 时,

(消
m in
I I I 光状态); 0o < θ < 90o 时, min < 透 < max
本实验中,着重考察的是光的各种偏振态的改变。 一、变自然光为线偏振光 一束自然光入射到介质表面,其反射光和折射光一般是部分偏振光。在特定入射角即
布儒斯特角θ B 下,反射光成为线偏振光,其电矢量垂直于入射面。若光线是由空气射到折
射率为 n(≈ 1.5) 的玻璃平面上,则θ B = tg −1n ≈ 57o 。如果自然光是以θ B 入射到玻璃片堆

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

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引言:偏振光是一种特殊的光,它的光波振动方向在特定平面上进行。

在本次实验中,我们将通过观察和分析偏振光的性质,深入了解它的特点和应用。

实验目的:1. 了解偏振光的基本概念和性质;2. 学习使用偏振片来观察和分析偏振光;3. 探索偏振光在不同材料中的传播和反射规律。

实验材料与装置:1. 偏振片:实验中使用的是线偏振片,它能够通过选择性地吸收光波振动方向,使只有特定方向的光通过;2. 光源:我们选择了一台稳定的白光源,以保证实验的准确性;3. 透明材料:实验中使用了不同材料的透明片,如玻璃、塑料等。

实验步骤:1. 准备工作:将白光源放置在实验台上,并将偏振片放在光源前方;2. 观察现象:逐渐旋转偏振片,观察光的亮度变化;3. 分析结果:记录光的亮度变化情况,并尝试解释其中的原因;4. 材料测试:将透明材料片放置在光源和偏振片之间,观察光的透过情况;5. 分析结果:记录不同材料下的光透过情况,并进行比较和分析。

实验结果与分析:通过观察和分析,我们发现以下几个重要结果:1. 偏振片旋转对光的强度有明显的影响:当偏振片的振动方向与光的振动方向垂直时,光的强度最弱,当二者平行时,光的强度最强;2. 不同材料对光的透过情况不同:玻璃等晶体材料对特定方向的光透过性较好,而塑料等非晶体材料对光的透过性较差;3. 光的偏振性是由光的振动方向决定的:在通过偏振片后,只有与偏振片振动方向平行的光能够透过,垂直方向的光被偏振片吸收。

结论:通过本次实验,我们深入了解了偏振光的观察和分析方法,并得出以下结论:1. 偏振光的强度与偏振片的振动方向有关,旋转偏振片可以改变光的强度;2. 不同材料对偏振光的透过性不同,这种差异与材料的晶体结构有关;3. 偏振片可以选择性地透过特定方向的光,这为光的分析提供了一种有效手段。

实验意义与应用:偏振光的观察与分析在许多领域都有重要的应用价值。

实验六偏振光的观测与分析

实验六偏振光的观测与分析
以光电转换装置代替光屏接收P2出射的光束,旋转P2,记录相应的光 电流值,共转3600,在坐标纸上作出I~cos2θ关系曲线。
二.观测布儒斯特及测定玻璃折射率
三.在起偏器P1后,插入测布儒斯特角的装置,再在P1和装置 之间插入一个带小孔的光屏。调节玻璃平板,使反射的光束 与入射光束重合。记下初始角。
05 添加标题
所以,可以用1/4波片 获得椭圆偏振光和圆偏 振光。
03 添加标题
3当 = /2时, Ae=Ao获得圆偏振光。
【实验内容与步骤】
起偏与检偏鉴别自然光与偏振光,验证马吕斯定律。
在光源至光屏的光路上插入起偏器P1,旋转P1,观察光屏上光斑强度 的变化情况。
在起偏器P1后面再插入检偏器P2。固定P1的方位,旋转P2 ,旋转 3600,观察光屏上光斑强度的变化情况。有几个消光方位?
取 为除00和900外的其他值,观察转动P2时屏
上光强的变化,其结果与椭圆偏振光对应。特别
是当 =450时,P2转动时屏上光强几乎不变,
这便是圆偏振光对应的状态。
取 =900,使检偏器P2转动,这时也可以从屏上
光强的变化看到经过1/4波片后的光为线偏振光。 其振动面与 = 00 时的振动面垂直。
三.偏振片、波片及其作用
四.偏振片
偏振片是利用某些有机化合物晶体的二向色性。 将其渗入透明塑料薄膜中,经定向拉制而成。 它能吸收某一方向振动的光,而透过与此垂直 方向振动的光,由于在应用时起的作用不同, 用来产生偏振光的偏振片叫做起偏器;用来检 验偏振光的偏振片,叫做检偏器。
按照马吕斯定律,强度为I0的线偏振光通过检偏器后,透射
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。

偏正光分析实验报告

偏正光分析实验报告

一、实验目的1. 观察并理解光的偏振现象。

2. 掌握偏振光的产生和检验方法。

3. 学习使用偏振片、棱镜等光学元件分析偏振光。

4. 验证马吕斯定律,加深对偏振光理论的理解。

二、实验原理光是一种电磁波,在传播过程中,其电场矢量(E矢量)和磁场矢量(H矢量)均垂直于光的传播方向。

当光波通过某些介质时,由于介质对不同振动方向的电磁波具有不同的折射率,使得光波在传播过程中发生偏振现象。

偏振光是指光波的振动方向具有特定方向性的光。

根据偏振光的振动方向,可分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。

本实验主要研究线偏振光和椭圆偏振光。

线偏振光可以通过偏振片产生,而椭圆偏振光可以通过将线偏振光通过1/4波片产生。

三、实验仪器与材料1. 偏振片2. 棱镜3. 1/4波片4. 半导体激光器5. 光具座6. 光电倍增管探头7. 光电流放大器8. 记录仪四、实验步骤1. 观察线偏振光将偏振片放置在激光器出射光束的路径上,观察光束经过偏振片后的变化。

旋转偏振片,观察光束亮度的变化,验证线偏振光的特性。

2. 检验偏振光将两个偏振片分别放置在激光器出射光束的路径上,其中一个作为起偏器,另一个作为检偏器。

观察光束经过两个偏振片后的变化。

旋转检偏器,观察光束亮度的变化,验证马吕斯定律。

3. 产生椭圆偏振光将线偏振光通过1/4波片,观察出射光束的变化。

旋转1/4波片,观察出射光束的变化,验证椭圆偏振光的特性。

4. 分析偏振光将椭圆偏振光分别通过偏振片和1/4波片,观察光束的变化。

旋转偏振片和1/4波片,分析偏振光的偏振状态。

五、实验结果与分析1. 观察到光束经过偏振片后,光束的亮度发生变化,验证了线偏振光的特性。

2. 观察到光束经过两个偏振片后,光束的亮度发生变化,验证了马吕斯定律。

3. 观察到线偏振光通过1/4波片后,光束变为椭圆偏振光,验证了椭圆偏振光的特性。

4. 通过分析偏振光的偏振状态,加深了对偏振光理论的理解。

六、实验结论1. 光的偏振现象是由于光波在传播过程中,电场矢量(E矢量)和磁场矢量(H矢量)具有特定方向性。

光的偏振分析光波的振动方向

光的偏振分析光波的振动方向

光的偏振分析光波的振动方向光波是一种电磁波,它是由电场和磁场的振动所组成的。

而光的偏振则描述了光波中电场振动方向的特性。

在光的传播过程中,电场矢量会沿着垂直于光波传播方向的平面内振动,而偏振方向则是指这个平面上电场矢量的振动方向。

光的偏振分析是一种用于确定光波偏振方向的方法,下面将介绍几种常见的光的偏振分析方法。

1. 偏振片分析法偏振片是一种晶体材料,它具有选择性地吸收振动方向与其晶体结构相关的光波。

通过旋转偏振片并观察透射光的强度变化,可以确定原始光的偏振方向。

当偏振片与光波垂直时,透射光强度最小;而当偏振片与光波平行时,透射光强度最大。

通过旋转偏振片,可以得到光波的偏振方向在偏振片上的相对位置。

2. 波片分析法波片是一种光学元件,它能够改变光波的偏振状态。

常见的波片有四分之一波片和半波片。

四分之一波片能够将线偏振光转化为圆偏振光,而半波片能够将线偏振光转化为相位差180度的线偏振光。

通过将波片插入光路,然后观察透射光的强度和偏振状态的改变,可以推断光波的偏振方向。

3. 旋光仪分析法旋光仪是一种用于测量旋光性质的仪器,它可以确定光波中的旋光性质和偏振方向。

通过沿光路放置旋光仪,将光线通过样品后,观察旋光仪的示数变化,可以确定光波的旋光性质以及经过样品后的偏振方向。

4. 偏振显微镜分析法偏振显微镜是一种用于观察物质偏光现象的仪器。

利用偏振显微镜的拉普拉斯偏光装置,可以观察到物质在不同偏振方向下的光学性质和结构特征。

通过观察样品在不同偏振方向下的光强和颜色变化,可以得到关于样品偏振性质和结构的信息。

光的偏振分析方法能够帮助我们更好地理解光波的偏振特性和光学现象。

在科学研究、工程应用以及日常生活中,对光的偏振进行准确分析和控制具有重要的意义。

通过选择适当的偏振分析方法,并结合实际需求,我们可以在不同领域中更好地利用和应用光的偏振特性,推动相关技术和应用的发展和进步。

总结:光的偏振分析是一种用于确定光波偏振方向的方法。

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。

光学如何分析光的偏振现象

光学如何分析光的偏振现象

光学如何分析光的偏振现象光的偏振现象是指光波在传播过程中振动方向的特性。

在光学领域中,准确分析和描述光的偏振现象对于理解光的传播和应用具有重要意义。

以下是光学中常用的分析偏振现象的方法和技术。

一、偏振光的性质偏振光是指在一个方向上振动的光波,而非在所有方向上均匀振动。

通过分析偏振光的性质,可以得到有关光的偏振状态的重要信息。

1. 偏振态的描述偏振态的描述通常采用“偏振方向”和“偏振度”两个指标。

偏振方向表示光波在某个方向上的振动情况,可以用角度来表示,如0°、45°、90°等;而偏振度则用于描述光波的偏振程度,其取值范围为0到1,偏振度为0表示非偏振光,为1表示完全偏振光。

2. 偏振光的传播偏振光在传播过程中会遵循一定的规律。

其中,马吕斯定律是最基本的描述偏振光传播规律的原理。

根据马吕斯定律,光的振动方向垂直于偏振器的光轴时,光波将完全被吸收;而光的振动方向与偏振器光轴平行时,光波将完全通过。

二、偏振光的分析方法光的偏振分析方法多种多样,下面介绍其中几种常用的方法。

1. 偏振片偏振片是最常用的分析偏振光的工具之一。

偏振片是一种特殊的光学元件,能够选择性地透过或阻挡振动方向与其光轴相匹配的光波。

通过旋转偏振片,可以改变透过光的偏振方向,从而精确地分析偏振态。

2. 波片波片是另一种常见的分析偏振光的工具,也称为四分之一波片或半波片。

波片能够改变透过光的相位,从而改变光的偏振状态。

通过调整波片的角度,可以实现对偏振光的分析和调节。

3. 干涉仪干涉仪是一种高精度的光学仪器,能够分析光的相位差和干涉现象。

其中,迈克耳孙干涉仪是常用的一种。

通过干涉仪,可以对偏振光进行精确的分析,并得到与偏振状态相关的相位差数据。

4. Stokes矢量Stokes矢量是描述偏振光偏振状态的数学工具。

通过测量不同方向上的光强和光强差,可以计算出Stokes矢量的各个分量,从而获得偏振光的详细信息。

偏振光的观察与分析

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。

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实验十九偏振光分析实验目的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。

实验装置(图19-1)1:He-Ne激光器7:X轴旋转二维架(SZ-06)2:升降调节底座SZ-03 8:偏振片3:光栅转台SZ-10 9:升降调节底座(SZ-03)4:升降调节底座SZ-03 10:白屏(SZ-13)5:平面镜M11:升降调节底座(SZ-03)平面偏振光振片可以获得截面较宽的偏振光束,而且造价低廉,使图19-2用方便。

偏振片的缺点是有颜色,光透过率稍低。

(2)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,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(图19-3)。

它由两块经特殊切割的方解石晶体,用加拿大树胶合而成。

透过尼科耳棱镜的平面偏振光的偏振面平行于晶体的主截面,垂直于主截面的偏振光被除掉。

图19-3 尼科耳棱镜2、圆偏振光和椭圆偏振光的产生如图19-4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α,则在晶片表面上o 光和e 光的振幅分别为αsin A 和αcos A ,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δd n ne o )(20-λπ=δ,(19-1)晶片图 19-4式中0λ表示光在真空中的波长,o n 和e n 分别为晶体中o 光和e 光的折射率。

(1)如果晶片的厚度使产生的相差π+=δ)12(21k , 2,1,0=k ,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4/π=α时,则为圆偏振光;但当0=α和2/π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偏振光或圆偏振光;反之,它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成平面偏振光。

(2)如果晶片的厚度使产生的相差π+=δ)12(21k , 2,1,0=k ,这样的晶片 称为半波片。

如果入射平面偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α,则通过半波片后的光仍为平面偏振光,但其振动面相对于入射 光的振动面转过α2角。

3、平面偏振光通过检偏器后光强的变化 强度为0I 的平面偏振光通过检偏器后的光强θI 为θ=θ20cos I I(19-2)其中θ为平面偏振光偏振面和检验器主截面的夹角,此关系即马吕斯(Malus )定律。

它表示改变θ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极大时,称它们为平行(此时0=θ)。

当二者的取向使系统射出的光量极小时,称它们为正交(此时 90=θ)。

4、单色平面偏振光的干涉如图19-5(a )所示,一束自然光经过起偏器(尼科耳棱镜可偏振片)N 1,变成振幅为A 的平面偏振光,再通过晶片K ,射到检偏器(尼科耳棱镜或偏振片)N 2上。

图19-5(b )表示透过N 2迎着光线观察到的振动情况,其中N 1、N 2及Z Z '分别表示起偏器的主截面、检偏器的主截面和晶片的光轴Z Z '的夹角。

从晶片透过的两平面偏振光的振幅分别为:(b )(a )晶片19-5α=sin A A o ;α=cos A A e .(19-3)它们的相差为δ. 穿过N 2后,只存在振动平行于N 2主截面的分量oe A 主ee A ,其大小为:β⋅α=β=sin sin sin A A A o oe , β⋅α=β=cos cos cos A A A e ee .(19-4)可见这两束光是同频率、不等振幅、振动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δ++=cos 2222ee oe ee oe A A A A I]2sin 2sin 2sin )([cos 221δ⋅β⋅α-β-α=I(19-5)式中21A I =,它是从起偏器N 1透射的平面偏振光的光强,从(19-5)式可以看出: (1)当α(或β)=0、2/π或π时。

)(cos 212β-α=I I , (19-6)即透射光强只与N 1、N 2两主截面的交角的余弦平方成正比,和不用晶片时一样。

(2)当N 1与N 2正交时,2/)(π=β-α,则2sin 2sin 2212δ⋅α=I I(19-7)如果晶片是半波片,则π=δ,当α等于4/π的奇数倍时,12I I =,即光透过N 2,发生相长干涉;当α等于4/π的偶数倍时,02=I ,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N 1与N 2平行时,0)(=β-α,于是有)2sin 2sin 1(2212δ⋅α-=I I .(19-8)可以看出,这时透过N 2的光强恰与N 1、N 2正交时互补。

实验内容1、偏振片主截面的确定如图19-6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,其反射光垂直射入偏振片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未免的偏振面,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。

图19-6在偏振片上标记其主截面的方向。

2、验证马吕斯定律如图19-7安置仪器,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N1N2正交,记录灵敏电流计上的示值。

以下将检偏器每转一角度(10-15o)记录一次,直至转动90o为止,应重复几次。

P c图19-7自己设计利用这些数据验证马吕斯定律的方案。

3、考查半波片对偏振光的影响(1)使用图19-7的装置,调N1、N2为正交,在N1N2间和N1平行放置半波片,以光线方向为轴将波片转360o,记录出现消光的次数和N2位置(角度)。

(2)使N1和N2正交,半波片的光轴和N1的主截面成α(10~15o)角,转N2使之再消光,记录N2的位置。

改变α角,每次增加10~15o,同上测量直至α等于90o.说明以上观察的记录。

4、椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检验实验装置同上,将半波片换成为1/4波片。

(1)使N1、N2正交,以光线方向为轴将波片转360o,记录观测的现象。

(2)使用起偏器N1和1/4波片产生椭圆偏振光,旋转检偏计N2观测光强的变化。

记录波片光轴相对N1主截面的夹角α,以及转动N2光强极大、极小时N2主截面与波片光轴的夹角β. α取不同值重复观测。

(问:此观察结果和实难内容1的结果有根本区别吗?)(3)使用N1和1/4波片产生圆偏振光(问:应当怎样安置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,要在检偏器前再加一1/4波片去观测。

参照上记(2)、(3)获得椭圆偏振光和圆偏振光,如何获得部分偏振光自己去设计,使用1/4波片和检偏器作对比检验,即椭圆偏振光与部分偏振光对比;圆偏振光与自然光对比。

要考虑第二个1/4波片如何放置。

5、设计一实验方案(原理和步骤),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。

实验步骤1)定偏振片光轴:使小功率He -Ne 激光束以布儒斯特角(约57°)入射平面镜,用白屏接收反射光,在平面镜与白屏之间加入偏振片(与光束垂直),并使其转动到消光位置,此时偏振片与入射面垂直的方向,就是偏振片的透振光轴。

2)线偏振光分析:使钠光通过偏振片起偏振,用装在X 轴旋转二维调节架上(对准指标线)的偏振片在转动中检偏振,分析透过光强变化与角度的关系。

3)椭圆偏振光分析:使He -Ne 激光通过扩束器和偏振片产生线偏振光,再通过1/4波片之后,用装在X 轴旋转二维调节架上的偏振片在旋转中观察透射光强变化,是否有两明两暗位置(注意与上一项实验现象有何不同),在暗位置,检骗器的透振方向即椭圆的短轴方向。

4)圆偏振光分析:在透振轴正交的二偏振片之间加入1/4波片,旋转至透射光强恢复为零处,从该位置再转动45°,即可产生圆偏振光。

此时若用检偏器转动检查,透射光强是不变的。

5)利用本仪器装置还可以检查各种偏振态的未知光,具体内容参见各种教科书。

实验注意事项1、激光器发光强度的起伏对实验有影响,为此要由稳压电源供电,并预热半小时。

2、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,要注意扣除环境杂散光产生本底电流的影响。

当光电流的测值范围过大时,为避免量程的改变,影响电流计的内阻和测量的灵敏度,同时电流计上量程的变化也不一定符合要求,测量时最好不要使用电流计上的换档机构。

通常采用图19-8电路,即可保持电流计低内阻g R 不变,同时又能扩大电流计的量程。

灵敏电流计G 串联一电阻1R 后和分流电阻2R 并联,再接入光电池P c 的测量电路。

当1R 、2R 的阻值满足下列关系式时,整个线路的总电阻仍为g R ,但量程却扩大了n 倍。

⎪⎩⎪⎨⎧-=-=g g R n n R R n R 1)1(21 (19-9)R 2 图 19-83、由于波片产生附加的相差δ均与入射光波的波长腾,实验中选用的波片应与照明光的波长相对应,才能观察到理论预期的实验效果。

4、在观察和讨论波片对偏振光的影响时,准确地确定起偏器N 1的主截面与波片光轴的夹角α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N 1之间夹角的零位。

5、本实验最好使用钠灯作光源,并通过准直透镜将其调节为平行光束后进行实验。

实验讨论思考题1、强度为I 的自然光通过偏振片后,其强度I I 210<,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?3、自然光、圆偏振光、平面偏振光、椭圆偏振光、部分平面偏振光通过偏振片或21波片,或41波片的强度变化及偏振态如何?4、能否从理论上分析题3的结果?5、请用透明薄膜纸制作偏振片,并观察其效果。

实验二十光栅衍射实验目的1、加深对光栅分光原理的理解。

2、用透射光栅测定光栅常量、光波波长和光栅角色散。

实验装置(图20-1)1:汞灯2:透镜L1(f,=50mm)3:二维调节架(SZ-07)4:可调狭缝5:透镜L2(f,=190mm)9:透镜L3(f,=225mm)10:二维调节架(SZ-07)11:测微目镜及支架12:三维平移底座(SZ-01)13:二维平移底座(SZ-02)实验原理光栅和棱镜一样,是重要的分光光学元件,已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。

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