偏振光的研究-
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。
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。
偏振光的观察与研究实验原理
偏振光的观察与研究实验原理
偏振光是光学中的一个重要概念，它涉及到光的振动方向和传播方向的不对称性。
以下是偏振光的观察与研究实验原理：
1. 偏振光的定义：偏振光是指光的振动方向相对于传播方向具有不对称性。
只有横波才能产生偏振现象，而光波是一种电磁波，因此具有偏振性质。
2. 偏振光的分类：根据振动方向与传播方向的关系，偏振光可以分为自然光、线偏振光、局部偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光五种。
3. 产生偏振光的方法：
利用光的反射和折射：当光在界面上反射或折射时，光的振动方向会发生变化。
通过调整入射角，可以在特定条件下获得线偏振光。
当入射角为布雷斯特角时，反射光成为完全线偏振光。
利用光学棱镜：尼科尔棱镜和格兰棱镜等光学棱镜可以将自然光转化为线偏振光。
利用偏振片：偏振片可以由自然光得到线偏振光，通过改变偏振片的放置角度，可以得到不同偏振态的光。
4. 改变光的偏振态的元件：波晶片。
平而偏振光垂直入射晶片，如果光轴平行于晶片表而，会产生双折射现象。
利用此特性，可以通过改变波晶片的放置角度来改变出射光的偏振态。
在实验中，通常会使用各种设备来观察和研究偏振光，例如偏振分束器、检偏器等。
通过调整这些设备的参数和角度，可以观察到不同偏振态的光的特性，进一步了解光的偏振性质。
总之，偏振光的观察与研究实验主要涉及光的反射、折
射、通过光学棱镜和偏振片产生偏振光的方法，以及利用波晶片改变光的偏振态的原理。
通过这些实验，可以深入了解光的偏振性质及其在光学中的应用。
偏振光的观测与研究~~实验报告
偏振光得观测与研究光得干涉与衍射实验证明了光得波动性质。
本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H得振动方向就是垂直于光得传播方向得。
光得偏振性证明了光就是横波,人们通过对光得偏振性质得研究,更深刻地认识了光得传播规律与光与物质得相互作用规律。
目前偏振光得应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置得各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术得检验等,提供了极有价值得方法。
【实验目得】1.观察光得偏振现象,加深偏振得基本概念。
2．了解偏振光得产生与检验方法。
3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。
【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.偏振光得基本概念按照光得电磁理论,光波就就是电磁波，它得电矢量Ｅ与磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光得传播方向。
从视觉与感光材料得特性上瞧,引起视觉与化学反应得就是光得电矢量,通常用电矢量E代表光得振动方向,并将电矢量E与光得传播方向所构成得平面称为光振动面。
在传播过程中,光得振动方向始终在某一确定方位得光称为平面偏振光或线偏振光,如图２（a)。
光源发射得光就是由大量原子或分子辐射构成得。
由于热运动与辐射得随机性,大量原子或分子发射得光得振动面出现在各个方向得几率就是相同得。
一般说，在１0-6ｓ内各个方向电矢量得时间平均值相等,故出现如图2(b)所示得所谓自然光。
有些光得振动面在某个特定方向出现得几率大于其她方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2（c)所示得所谓部分偏振光。
还有一些光,其振动面得取向与电矢量得大小随时间作有规则得变化,其电矢量末端在垂直于传播方向得平面上得移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样得光称为椭圆偏振光（或圆偏振光),如图2(ｃ)所示。
图2 光波按偏振得分类2.获得偏振光得常用方法(1)非金属镜面得反射。
偏振光的研究实验报告.doc
偏振光的研究实验报告.doc
实验目的：通过实验研究偏振光的性质与应用。
实验器材：偏振片、旋光仪、光源等。
实验步骤：
1. 准备偏振片和旋光仪。
将偏振片和旋光仪调整到透光方向相同。
2. 准备光源，将光源置于偏振片前面，调整偏振片角度，使得光通过偏振片后线偏振。
3. 将旋光仪插入偏振片与光源之间的路径，滚动旋光仪旋钮，观察光的变化。
4. 拿起偏振片，转动偏振片并恒定一定的角度，观察光的变化。
5. 改变入射光的极化方向，重复实验步骤，观察光的变化。
实验结果：
1. 根据实验观察，旋光仪会影响光的传播路径，使得偏振方向发生了改变，而偏振
片则会篡改光的线偏振方向，使得光线只能沿着某一特定方向通过。
2. 当旋光仪的角度发生变化时，偏振光通过旋光仪后的振动方向也会相应发生变
化。
通过以上实验，我们可以得出以下结论：
1. 偏振片可以过滤掉偏振方向与偏振片不一致的光，只透过其中一种方向的偏振
光。
2. 旋光仪可以改变偏振光的振动方向，使得其适应不同实验需要。
3. 入射光的极化方向与透过偏振片的强度、透过旋光仪的强度之间具有一定的联系，通过引入不同的器材和改变其角度，可以改变偏振光的振动状态。
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。
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预习（15）实验操作（45）实验报告（40）总分（100）
14393588
实验报告
学生姓名:曾哲学生学号:PB07203201 实验时间:2008-9-26
(说明:预习报告及原始数据已和其他同学的手写版实验报告一起上交)
实验题目:
偏振光的研究
实验步骤:
1.调节仪器至待测状态。
打开光电探测器。
调节分光计，使分光计的平行光管光轴和望远镜光轴重合，使激光通过平行光管和望远镜中央。
2.验证马吕斯定律
1)将起偏器和检偏器安装于分光计。
2)调节起偏器使其示数为0°，调节检偏器使其示数为90°。
调节检偏器，使其完全消光，此时光
电探测器示数为0，起偏器与检偏器透光方向垂直，θ=90°。
3)调节检偏器，使θ=80°、70°、60°、……、-90°，记录各情况下光电探测器示数I。
cos 关系曲线
4)作I～θ及I～2
3.根据布儒斯特定律测定介质的折射率
1)将待测玻璃放于载物台，调节载物台使待测玻璃反射激光使其沿原方向返回，记录此时分光计示
数。
2)调节载物台使其激光的入射角为57°左右，调节起偏器使其反射的激光最暗，再调节载物台使
其反射的激光最暗，如此反复调节，直至反射激光消失。
记录此时分光计示数。
如此重复测量3
次。
3)通过布儒斯特定律计算待测玻璃的折射率。
4.设计性实验---在光路中插入λ/4波片做产生和检验圆偏振光和椭圆偏振光的实验（选做）
1)固定起偏器不变调节检偏器至完全消光，此时光电探测器示数为0，起偏器与检偏器透光方向垂
直，θ=90°。
2)在检偏器上安装λ/4波片，调节λ/4波片方向，使其再次完全消光，此时λ/4波片方向和起偏
器透光方向垂直或平行。
3)调节起偏器，使其旋转45°，此时λ/4波片方向与起偏器透光方向夹角为45°。
4)调节检偏器方向，使其透光方向分别与λ/4波片方向夹角为θ=0°、10°、20°、……、180°，
记录各情况下光电探测器示数I。
5)作I～θ关系曲线
实验报告成绩：＋34′＋1′（补充实验加分）＝＋35′
数据处理:
1.验证马吕斯定律
表格 1：验证马吕斯定律实验I-θ相关数据表
θ
90.080.070.060.050.040.030.00.000
0.0300.1170.2500.4130.5870.750I 0124596159226289θ20.010.00.0-10.0-20.0-30.0-40.00.8830.970 1.0000.9700.8830.7500.587I 340373385371339290226
θ-50.0-60.0-70.0-80.0-90.00.4130.2500.1170.0300.000
I 1599745110
2cos θ2cos θ2cos θ
由Origin 处理实验数据如下：
图表 1：验证马吕斯定律实验I-θ关系曲线
cosθ关系曲线
图表 2：验证马吕斯定律实验I-2
其中线性拟合相关系数为
R=0.99999 A=0.16723 B=384.42474
与理论结果相当接近
2.根据布儒斯特定律测定介质的折射率
表格 2：介质折射率的测定相关数据表
θ1θ2
Δθ1Δθ2Δθ入射角为0°时分光计读数15°21′195°19′
第1次消光时分光计读数318°20′138°17′57°1′57°2′57°2′第2次消光时分光计读数318°38′138°37′56°43′56°42′56°42′第3次消光时分光计读数318°28′138°24′56°53′56°55′56°54′θ
∆=（57°2′+56°42′+56°54′）/3=56°53′
tan tan5653 1.533
=∆=︒'=
nθ
θ
∆不确定度计算如下：
(
)
(
)()()
0.95() 5.80.68()0.60.68()250.955653250.95A B B u P u P C U P P θθθθ∆==='≥∆∆=
=='≥∆=='≥∆=︒'±'≥n 不确定度计算如下：
()()
0.950.9522
1125()()0.0230.95cos cos 56531801.5330.0230.95U n U P n P θπθ'⎛⎫
=
∆=⨯⨯=≥ ⎪︒'︒⎝⎭
=±≥ 3. 设计性实验---在光路中插入λ/4波片做产生和检验圆偏振光和椭圆偏振光的实验（选做） 在45α=︒时，光电探测器示数I 与夹角θ数据如下表所示
表格 3：光电探测器示数I 与夹角θ数据表
图表 4：λ/4波片实验I-关系曲线
实验结论:
1.实验所得数据与马吕斯定律理论数据基本一致
2.待测玻璃的折射率为1.5330.023
误差分析: 应详细讨论注意事项及误差分析
在用布儒斯特定律测定介质的折射率的实验中。
由于无法完全消光。
而在一定范围内反射光的亮度基本相同，此造成了较大的误差。
思考题:
1.如何利用分光计测量玻璃平板的折射率？写出实验步骤。
答：实际所做实验中已做，即根据布儒斯特定律测定介质的折射率。
2.本实验中分束板采用的是半透半反膜，如果改用未镀膜的玻璃板，对实验曲线有何影响？
答：实际所做实验中未做此实验。
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