《偏振光实验报告(nh5.3.3)_东北大学_大学物理实验报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《偏振光实验报告(nh5.3.3)_东北大学_大学物理实验报告.doc（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、大学物理实验报告4实验名称：偏振光的观察与研究学院： 专业： 班级：学号：姓名： 电话：实验日期： 年 月 日第 周 星期 第 节实验室房间号：实验组号：成绩指导教师批阅日期 年 月 日1. 实验目的：1了解光的五种偏振状态。2了解偏振光元件和偏振光的检验。3掌握马吕斯定律。2. 实验器材：名称编号型号精度光源偏振片波晶片（/2和/4波长）光屏3. 实验原理（请用自己的语音简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）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
2、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。该方法是获得线偏振光的方法之一。因为此时,，若=1（为空气的折射率），则（布儒斯特定律原理图）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
3、），另一束光一般不遵守折射定律叫做非寻常光（e光）。o光和e光都是线偏振光（也叫完全偏振光），两者的光矢量的振动方向（在一般使用状态下）互相垂直。改变射向晶体的入射光线的方向可以找到光轴方向，沿着这个方向，o光和e光的传播速度相等，折射率相同。晶体可以有一个光轴，叫做单轴晶体，如方解石、石英，也可以有两个光轴，叫双轴晶体，如云母、硫磺等。包含光轴和任一光线的平面叫对应于该光线的主平面，o光电矢量的振动方向垂直于o光主平面，e光电矢量的振动方向平行于e光主平面。（格兰棱镜起偏、检偏原理）波晶片：又称位相延迟片，是改变光的偏振态的元件。它是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，由于波晶片内的速度vo,
4、ve不同（所以折射率也就不同），所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同。当两光束通过波晶片后o光的位相相对于e光延迟量为，（用/4波片改变光的偏振态）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q是检偏器的偏振方向和起偏器偏振方向的夹角。光的五种偏振态自然光是各方向振幅相同的光，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
5、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。4. 实验内容与步骤1研究/4波片对偏振光的影响：本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、/4波晶片、光屏等。光路图（1）按光路图使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)。然后插入一片/4波片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。（2）以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360观察现象。（3）再将C从消光位置转过15、30、45、60、75、90，每次都将B转过360，观察实验现象。2研究/2波片对偏振光的影响：本实验所用
6、仪器有：光源、偏振片(2个)、/2波片、光屏等。光路图（1） 使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在B和A之间再插入一个/2波片C。（2） 以光线为轴将/2波片C转动任意角度破坏消光现象，再将B转动360，观察消光现象。5. 实验记录（注意：单位、有效数字、列表）请粘贴“原始数据模板”照片（有教师盖章）6. 数据处理及误差分析7. 思考题及实验小结1. 实验步骤3过程中，若透射光最小值不为零，对实验结果有影响吗？没有影响，不为零应该是由自然光的存在导致的，在整个过程中影响都存在，相当于改变了截距，但并不影响曲线形状，对马吕斯定律的判定依然可以进行。2. 为什么在实验步骤3中，旋转起偏器使透射光斑比较明亮？将检偏器旋转90度后，光斑的亮暗有变化，变亮，因为经过波片后仍然是原方向振动的线偏振光，检偏器旋转90度后正好与线偏振光振动方向一致。 以下内容为报告保留内容，请勿填写或删除，否则影响实验成绩上课时间：上课地点：任课教师：报告得分：教师留言：操作得分：教师留言：预习得分：预习情况：