偏振片偏振方向的测定
相关主题
- 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)。
图2
2 测量方法
收稿日期: 1999208225 作者简介: 虞仲博 ( 19422) , 上海市人, 副教授, 1968 年毕业于北京大学技术物理系原子核物理专业, 现在山西大学物理 系工作。 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
Ξ
38
山西大学学报 ( 自然科学版) 23 ( 1) 2000
( 1) 调分光仪。 望远镜垂直于仪器转轴, 并聚焦无穷远、 调平行光管平行于望远镜, 且产生平行光。 ( 2) 调三棱镜。 测出两个三棱镜 S 1、 S 2 顶角 A 1、 A 2 , 最小偏向角 ∆1、 ∆2 , 由 ( 1) 式算出 n 1、 n 2 , 由 ( 2 ) 式算出
[ 1 ] 赵凯华, 钟锡华. 光学 [M ]. 北京: 北京大学出版社, 1984. [ 2 ] 毋国光, 战元令. 光学 [M ]. 北京: 人民教育出版社, 1978.
Exper i m en ta l D eterm ina tion of the Polar iza tion D irection of Polaro id
虞仲博等: 偏振片偏振方向的测定
39
Υ= ( Υ 40″ , A = 180° - Υ= 59° 59′ 20″ 1 + Υ 2 + Υ 3 ) 3 = 120 ° 测最小偏向角 ∆2 , 数据如表 4。
表4
测量次数
a左 a右 b左 b右
入射光
反射光 ∆左
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 36′ 0″
表2
测量次数
1 2 3
1 (Υ 1′ 53″ 左 + Υ 右 ) ; Υ= ( Υ 1 + Υ 2 + Υ 3 ) 3 = 120 ° 2
A
1
= 180° - Υ= 59° 58′ 7″
入射光
a左 a右 b左
折射光
b右
∆左
38° 33′ 30″ 38° 33′ 30″ 38° 33′ 0″
∆右
38° 33′ 30″ 38° 33′ 0″ 38° 32′ 30″
一束平行的单色光, 入射到三棱镜的 A B 面, 经折射后 由另一面 A C 射出, 如图 1 所示。 入射光和 A B 面法线的夹角 称为出射角, 入 i 称为入射角, 出射光和 A C 面法线的夹角 i ′ 射光和出射光的夹角 ∃ 称为偏向角。 可以证明, 当入射角 i 等于出射角 i ′ 时, 入射光和出射光之间的夹角最小, 称为最 小偏向角 ∆ 。 三棱镜的折射率 n 可由下式 ( 1) 给出:
4 结果分析
由上面分别标出偏振片 P 1、 P 2 的偏振方向, 把 P 1、 P 2 重迭, 使它们偏振方向互相垂直, 面对光源观察, 消光, 证明偏振片 P 1、 P 2 标出的偏振方向是正确的。 本文采用的两个三棱镜 S 1、 S 2 折射率恰好相等, 若用两 个不同折射率的三棱镜应该会更好一些。 参考文献:
等于某一定值 i0 , 即满足 tg i0 =
斯特角[ 2 ]。 空气中 n 1 = 1. 用分光仪测出三棱镜顶角 A 和最小偏向角 ∆, 由 ( 1 ) 式 算出三棱镜折射率 n。 由 ( 2) 式算出布儒斯特角 i0 , 平行光以 i0 入射三棱镜, 反射光是垂直于入射面的平面偏振光 ( 入射 面是由入射光与法线组成的平面) , 如图 2 所示。
( 山西大学 物理系, 山西 太原 030006)
摘 要: 以布儒斯特角入射三棱镜光学面, 其反射光是垂直于入射面的平面偏振光, 用分光计完成各个量的测定。 关键词: 折射率; 布儒斯特角; 偏振片 中图分类号: O 433 文献标识码: B
本文介绍用分光仪、 三棱镜测出偏振片的偏振方向。
1 原理
Ξ
山西大学学报 ( 自然科学版) 23 ( 1) : 37 ～ 39, 2000
Jou rna l of Shanx i U n iversity (N a t. Sci . Ed. )
文章编号: 025322395 ( 2000) 0120037203
偏振片偏振方向的测定3
虞仲博 武少文 魏全香 吉 华 延 英
311 S 1 三棱镜
测顶角 A 1 , 数据如表 1。
表1
测量次数
1 2 3 1 面法线
a左 a右 b左
2 面法线
b右
Υ 左
120° 2′ 0″ 120° 2′ 30″ 120° 2′ 30″
Υ 右
120° 2′ 0″ 120° 1′ 30″ 120° 1′ 30″
Υ i
120° 2′ 0″ 120° 1′ 45″ 120° 2′ 0″
- 1
由 ( 2) 式得
11516 = 56° 35′ 24″
由测量知, 棱镜 S 1、 35′ 24″ , 分别入射到三 S 2 折射率相同, 所以平行光管以同样布儒斯特角 i10 = i20 = 56° 棱镜 S 1 和 S 2 的光学面, 在望远镜物镜上分别套偏振片 P 1、 P 2 , 且对准 S 1、 S 2 光学面上的反射光, 分别旋转偏 振片 P 1、 P 2 , 使望远镜反射光消光。由布儒斯特定律知, 反射光是垂直入射面的平面偏振光, 所以偏振片 P 1、 P 2 水平位置即为它的偏振方向。
- 1
表3
测量次数
a左百度文库
1 面法线
a右 b左
2 面法线
b右
Υ 左
120° 0′ 3″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
Υ 右
120° 0′ 30″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
Υ i
120° 0′ 30″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
1 2 3
340° 22′ 30″ 340° 22′ 0″ 340° 25′ 30″
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
YU Zhong 2bo W U Shao 2 w en W E I Q uang 2x iang J I H ua YAN Y ing
(D ep a rtm en t of P hy sics, S hanx i U n iv ersity , T a iy uan 030006, C h ina )
191° 2′ 30″ 191° 3′ 0″ 191° 3′ 0″
∆2 = ( ∆1 + ∆2 + ∆3 ) 3 = 38° 35′ 35″ 由 ( 1) 式得
sin
n2 = A
2
+ ∆2 2
A
2
=
sin
sin49129° 017580 = = 11516 sin301003° 015000
2
i20 = tg
表 2 中, ∆i = 由 ( 1) 得
sin
n1 = A + ∆1
1 ( ∆左 + ∆右 ) ; ∆ = ( ∆1 + ∆2 + ∆3 ) 3 = 38° 33′ 15″ 2
2 2
sin
A
=
1
sin49126° 017577 = = 11516 sin29128° 014997
由 ( 2) 式得 i10 = tg 11526= 56° 35′ 24″ 312 S 2 三棱镜 测顶角 A 2 , 数据如表 3.
88° 57′ 30″ 88° 58′ 0″ 88° 58′ 0″
268° 57′ 0″ 268° 57′ 0″ 268° 57′ 0″
328° 55′ 30″ 328° 56′ 0″ 328° 5′ 30″
148° 55′ 0″ 148° 55′ 30″ 148° 55′ 30″
表 1 中, Υ i = 测最小偏向角 ∆i , 数据如表 2。
Abstract: W ith ligh t inciden t a t B rew ster ang le on to the op t ica l p lan t of a t riangu la r p rism , the reflected ligh t is p lan t po la rized ligh t p erp end icu lo r to the inciden t p lane. T he m ea su rem en t of relevan t quan t it ies is fin ished u sing a sp ect rom eter. Key words: index of refract ion; B rew ster ′ s ang le; po la ro id
160° 22′ 0″ 160° 21′ 30″ 160° 25′ 0″
100° 23′ 0″ 100° 22′ 30″ 100° 26′ 30″
280° 22′ 30″ 280° 22′ 0″ 280° 26′ 0″
由表 3,
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
∆i
38° 33′ 30″ 38° 38′ 15″ 38° 33′ 0″
332° 30′ 0″ 332° 30′ 0″ 332° 30′ 30″
152° 29′ 0″ 152° 30′ 0″ 152° 30′ 0″
11° 3′ 30″ 11° 3′ 30″ 11° 3′ 30″
191° 3′ 0″ 191° 3′ 0″ 191° 2′ 30″
sin i n= = sin r sin
A + ∆
2 2
sin
A
( 1)
图1
( 1) 式中 A 为三棱镜顶角, 可用分光仪分别测出三棱镜顶角
。 A 和最小偏向角 ∆ 布儒斯特定律, 反射光偏振的程度决定于入射角 i, 当 i
n2 = n 时, 反射光成为完全 n1 偏振光, 即振动方向与入射面垂直, 如图 2 所示。i0 称为布儒
i10、 i20。
( 3) 分光仪平行光管分别以 i10、 i20 入射三棱镜 S 1、 S 2 , 望远镜分别找到三棱镜 S 1、 S 2 的反射光, 把偏振片
P 1、 P 2 分套在望远镜物镜上, 旋转偏振片, 望远镜观察消光, 则偏振片 P 1、 P 2 水平方向是其偏振方向。
3 数据及数据处理
∆右
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 35′ 30″
∆i
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 35′ 45″
1 2 3
332° 28′ 0″ 332° 27′ 30″ 332° 28′ 0″
152° 27′ 30″ 152° 27′ 0″ 152° 27′ 30″
11° 3′ 0″ 11° 3′ 30″ 11° 4′ 0″
2 测量方法
收稿日期: 1999208225 作者简介: 虞仲博 ( 19422) , 上海市人, 副教授, 1968 年毕业于北京大学技术物理系原子核物理专业, 现在山西大学物理 系工作。 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
Ξ
38
山西大学学报 ( 自然科学版) 23 ( 1) 2000
( 1) 调分光仪。 望远镜垂直于仪器转轴, 并聚焦无穷远、 调平行光管平行于望远镜, 且产生平行光。 ( 2) 调三棱镜。 测出两个三棱镜 S 1、 S 2 顶角 A 1、 A 2 , 最小偏向角 ∆1、 ∆2 , 由 ( 1) 式算出 n 1、 n 2 , 由 ( 2 ) 式算出
[ 1 ] 赵凯华, 钟锡华. 光学 [M ]. 北京: 北京大学出版社, 1984. [ 2 ] 毋国光, 战元令. 光学 [M ]. 北京: 人民教育出版社, 1978.
Exper i m en ta l D eterm ina tion of the Polar iza tion D irection of Polaro id
虞仲博等: 偏振片偏振方向的测定
39
Υ= ( Υ 40″ , A = 180° - Υ= 59° 59′ 20″ 1 + Υ 2 + Υ 3 ) 3 = 120 ° 测最小偏向角 ∆2 , 数据如表 4。
表4
测量次数
a左 a右 b左 b右
入射光
反射光 ∆左
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 36′ 0″
表2
测量次数
1 2 3
1 (Υ 1′ 53″ 左 + Υ 右 ) ; Υ= ( Υ 1 + Υ 2 + Υ 3 ) 3 = 120 ° 2
A
1
= 180° - Υ= 59° 58′ 7″
入射光
a左 a右 b左
折射光
b右
∆左
38° 33′ 30″ 38° 33′ 30″ 38° 33′ 0″
∆右
38° 33′ 30″ 38° 33′ 0″ 38° 32′ 30″
一束平行的单色光, 入射到三棱镜的 A B 面, 经折射后 由另一面 A C 射出, 如图 1 所示。 入射光和 A B 面法线的夹角 称为出射角, 入 i 称为入射角, 出射光和 A C 面法线的夹角 i ′ 射光和出射光的夹角 ∃ 称为偏向角。 可以证明, 当入射角 i 等于出射角 i ′ 时, 入射光和出射光之间的夹角最小, 称为最 小偏向角 ∆ 。 三棱镜的折射率 n 可由下式 ( 1) 给出:
4 结果分析
由上面分别标出偏振片 P 1、 P 2 的偏振方向, 把 P 1、 P 2 重迭, 使它们偏振方向互相垂直, 面对光源观察, 消光, 证明偏振片 P 1、 P 2 标出的偏振方向是正确的。 本文采用的两个三棱镜 S 1、 S 2 折射率恰好相等, 若用两 个不同折射率的三棱镜应该会更好一些。 参考文献:
等于某一定值 i0 , 即满足 tg i0 =
斯特角[ 2 ]。 空气中 n 1 = 1. 用分光仪测出三棱镜顶角 A 和最小偏向角 ∆, 由 ( 1 ) 式 算出三棱镜折射率 n。 由 ( 2) 式算出布儒斯特角 i0 , 平行光以 i0 入射三棱镜, 反射光是垂直于入射面的平面偏振光 ( 入射 面是由入射光与法线组成的平面) , 如图 2 所示。
( 山西大学 物理系, 山西 太原 030006)
摘 要: 以布儒斯特角入射三棱镜光学面, 其反射光是垂直于入射面的平面偏振光, 用分光计完成各个量的测定。 关键词: 折射率; 布儒斯特角; 偏振片 中图分类号: O 433 文献标识码: B
本文介绍用分光仪、 三棱镜测出偏振片的偏振方向。
1 原理
Ξ
山西大学学报 ( 自然科学版) 23 ( 1) : 37 ～ 39, 2000
Jou rna l of Shanx i U n iversity (N a t. Sci . Ed. )
文章编号: 025322395 ( 2000) 0120037203
偏振片偏振方向的测定3
虞仲博 武少文 魏全香 吉 华 延 英
311 S 1 三棱镜
测顶角 A 1 , 数据如表 1。
表1
测量次数
1 2 3 1 面法线
a左 a右 b左
2 面法线
b右
Υ 左
120° 2′ 0″ 120° 2′ 30″ 120° 2′ 30″
Υ 右
120° 2′ 0″ 120° 1′ 30″ 120° 1′ 30″
Υ i
120° 2′ 0″ 120° 1′ 45″ 120° 2′ 0″
- 1
由 ( 2) 式得
11516 = 56° 35′ 24″
由测量知, 棱镜 S 1、 35′ 24″ , 分别入射到三 S 2 折射率相同, 所以平行光管以同样布儒斯特角 i10 = i20 = 56° 棱镜 S 1 和 S 2 的光学面, 在望远镜物镜上分别套偏振片 P 1、 P 2 , 且对准 S 1、 S 2 光学面上的反射光, 分别旋转偏 振片 P 1、 P 2 , 使望远镜反射光消光。由布儒斯特定律知, 反射光是垂直入射面的平面偏振光, 所以偏振片 P 1、 P 2 水平位置即为它的偏振方向。
- 1
表3
测量次数
a左百度文库
1 面法线
a右 b左
2 面法线
b右
Υ 左
120° 0′ 3″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
Υ 右
120° 0′ 30″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
Υ i
120° 0′ 30″ 120° 0′ 30″ 120° 1′ 0″
1 2 3
340° 22′ 30″ 340° 22′ 0″ 340° 25′ 30″
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
YU Zhong 2bo W U Shao 2 w en W E I Q uang 2x iang J I H ua YAN Y ing
(D ep a rtm en t of P hy sics, S hanx i U n iv ersity , T a iy uan 030006, C h ina )
191° 2′ 30″ 191° 3′ 0″ 191° 3′ 0″
∆2 = ( ∆1 + ∆2 + ∆3 ) 3 = 38° 35′ 35″ 由 ( 1) 式得
sin
n2 = A
2
+ ∆2 2
A
2
=
sin
sin49129° 017580 = = 11516 sin301003° 015000
2
i20 = tg
表 2 中, ∆i = 由 ( 1) 得
sin
n1 = A + ∆1
1 ( ∆左 + ∆右 ) ; ∆ = ( ∆1 + ∆2 + ∆3 ) 3 = 38° 33′ 15″ 2
2 2
sin
A
=
1
sin49126° 017577 = = 11516 sin29128° 014997
由 ( 2) 式得 i10 = tg 11526= 56° 35′ 24″ 312 S 2 三棱镜 测顶角 A 2 , 数据如表 3.
88° 57′ 30″ 88° 58′ 0″ 88° 58′ 0″
268° 57′ 0″ 268° 57′ 0″ 268° 57′ 0″
328° 55′ 30″ 328° 56′ 0″ 328° 5′ 30″
148° 55′ 0″ 148° 55′ 30″ 148° 55′ 30″
表 1 中, Υ i = 测最小偏向角 ∆i , 数据如表 2。
Abstract: W ith ligh t inciden t a t B rew ster ang le on to the op t ica l p lan t of a t riangu la r p rism , the reflected ligh t is p lan t po la rized ligh t p erp end icu lo r to the inciden t p lane. T he m ea su rem en t of relevan t quan t it ies is fin ished u sing a sp ect rom eter. Key words: index of refract ion; B rew ster ′ s ang le; po la ro id
160° 22′ 0″ 160° 21′ 30″ 160° 25′ 0″
100° 23′ 0″ 100° 22′ 30″ 100° 26′ 30″
280° 22′ 30″ 280° 22′ 0″ 280° 26′ 0″
由表 3,
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
∆i
38° 33′ 30″ 38° 38′ 15″ 38° 33′ 0″
332° 30′ 0″ 332° 30′ 0″ 332° 30′ 30″
152° 29′ 0″ 152° 30′ 0″ 152° 30′ 0″
11° 3′ 30″ 11° 3′ 30″ 11° 3′ 30″
191° 3′ 0″ 191° 3′ 0″ 191° 2′ 30″
sin i n= = sin r sin
A + ∆
2 2
sin
A
( 1)
图1
( 1) 式中 A 为三棱镜顶角, 可用分光仪分别测出三棱镜顶角
。 A 和最小偏向角 ∆ 布儒斯特定律, 反射光偏振的程度决定于入射角 i, 当 i
n2 = n 时, 反射光成为完全 n1 偏振光, 即振动方向与入射面垂直, 如图 2 所示。i0 称为布儒
i10、 i20。
( 3) 分光仪平行光管分别以 i10、 i20 入射三棱镜 S 1、 S 2 , 望远镜分别找到三棱镜 S 1、 S 2 的反射光, 把偏振片
P 1、 P 2 分套在望远镜物镜上, 旋转偏振片, 望远镜观察消光, 则偏振片 P 1、 P 2 水平方向是其偏振方向。
3 数据及数据处理
∆右
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 35′ 30″
∆i
38° 35′ 0″ 38° 36′ 0″ 38° 35′ 45″
1 2 3
332° 28′ 0″ 332° 27′ 30″ 332° 28′ 0″
152° 27′ 30″ 152° 27′ 0″ 152° 27′ 30″
11° 3′ 0″ 11° 3′ 30″ 11° 4′ 0″