实验报告-偏振光学实验
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。
偏振光学实验报告
偏振光学实验报告偏振光学实验报告引言：偏振光学是光学中一门重要的分支，研究光的偏振现象及其与物质相互作用的规律。
本次实验旨在通过实验手段探究光的偏振现象，并对偏振光的性质进行研究。
一、实验目的本实验主要有以下几个目的：1. 了解光的偏振现象及其产生原理；2. 学习偏振光的性质，包括偏振光的传播、旋光现象等；3. 掌握偏振光的测量方法和实验技术。
二、实验装置和原理本实验使用的装置主要包括：偏振片、波片、偏振片旋转台等。
偏振片是一种能够选择性地通过特定偏振方向光线的光学元件，波片则是一种能够改变光的偏振状态的光学元件。
三、实验步骤1. 将偏振片插入光源光路，调整偏振片的方向，观察光强的变化；2. 在光路中加入波片，通过调节波片的角度，观察光的偏振状态的变化；3. 将偏振片旋转台与波片结合使用，观察光的偏振状态和光强的变化；4. 使用偏振片旋转台测量不同角度下光的透过率，记录数据；5. 使用波片测量旋光现象，记录数据。
四、实验结果和分析1. 观察偏振片对光的影响，我们发现当偏振片的偏振方向与光的偏振方向垂直时，光的透过率最低，而当两者平行时，光的透过率最高。
这说明偏振片能够选择性地通过特定偏振方向的光线。
2. 在加入波片后，通过调节波片的角度，我们观察到光的偏振状态的变化。
当波片的快轴与偏振片的偏振方向平行时，光的偏振状态不发生改变；当两者垂直时，光的偏振状态发生改变。
这说明波片能够改变光的偏振状态。
3. 结合偏振片旋转台和波片的使用，我们进一步观察到光的偏振状态和光强的变化。
通过旋转偏振片旋转台和调节波片的角度，我们可以实现对光的偏振状态和光强的调控。
4. 通过使用偏振片旋转台测量不同角度下光的透过率，我们可以得到透过率与角度的关系曲线。
根据实验数据，我们可以计算出偏振片的透过率和透过光的偏振方向之间的关系，进一步研究光的偏振现象。
5. 使用波片测量旋光现象，我们可以观察到光在通过旋光物质后产生的旋光现象。
清华大学偏振光学实验完整实验报告
偏振光学实验完整实验报告工物53 李哲 2015011783 16号1.实验目的：（1）理解偏振光的基本概念，在概念以及原理上了解线偏振光，圆偏振光以及椭圆偏振光，并了解偏振光的起偏与检偏方法。
以及线偏振光具有的一些性质。
（2）学习偏振片与玻片的工作原理。
2.实验原理：（1）光波偏振态的描述：· 单色偏振光可以分解成两个偏振方向垂直的线偏振光的叠加：t a E X ωcos 1=与()δω+=t a E Y cos 1（其中δ是两个偏振方向分量的相位延迟，21,a a 为两个光的振幅），由其中的δ,,21a a 就可以确定这个线偏振光的性质。
πδ=或0=δ就为线偏振光，2,21πδ==a a 为圆偏振光（就是光矢量的顶点绕其中点做圆周运动，依然是偏振光），而一般情况下是椭圆偏振光。
· 上述式子通常描述的是椭圆偏振光，而本实验通过测量椭圆的长轴方位角ψ以及椭圆的短半轴与长半轴的比值对于椭圆偏振光进行描述。
其计算式是：()δβcos 2tan arctan 21⋅=ψ()12sin sin 112222-⋅-+=βδa b而对于实验中的椭圆偏振光而言，其光强在短轴对应的方向最小，在长轴的对应方向最大，所以可以通过使这个椭圆偏振光通过一个偏振片，并调整偏振片的透射轴方位，测量其最大最小值，就可以知道其长轴短轴的比值。
又由于光强与振幅的平方成正比，所以测得的光强的比值是长轴短轴之比的平方。
（2）偏振片：· 理想偏振片：只有电矢量振动方向与透射轴平行方向的光波分量才能通过偏振片。
· 实验中的偏振片不是理想化的，并不能达到上述的效果，当入射光波的振动方向与透射轴平行时，其透射率不能达到1，当垂直于透射轴时，其透射率不是0。
所以对于偏振片有主透射率以及消光比两个量进行描述。
· 主透射率21T T ，指沿透射轴或消光轴方向振动光的光强透射率。
两者的比值是消光比e 。
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。
偏振光实验报告
偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对偏振光的实验研究，探究偏振光的特性和规律，加深对光学知识的理解和应用。
二、实验原理。
偏振光是沿着特定方向振动的光波，它的振动方向与传播方向垂直。
偏振光的特性可通过偏振片来研究，偏振片可以选择性地吸收或透过特定方向的光波，从而实现对偏振光的分析和调节。
三、实验材料。
1. 偏振片。
2. 光源。
3. 偏振光检测器。
4. 旋转台。
四、实验步骤。
1. 将光源与偏振片相连，使偏振片产生偏振光。
2. 将偏振光通过旋转台调整偏振光的方向。
3. 使用偏振光检测器检测偏振光的强度和方向。
4. 记录实验数据并进行分析。
五、实验结果与分析。
通过实验我们发现，偏振光的强度和方向与偏振片和旋转台的角度有关。
当偏振片和旋转台的角度发生变化时，偏振光的强度和方向也会发生相应的变化。
这表明偏振片和旋转台可以用来调节和控制偏振光的特性。
六、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了偏振光的特性和规律，以及偏振片和旋转台在调节和控制偏振光中的作用。
偏振光在光学领域具有重要的应用价值，对于光学仪器和光学通信等方面具有重要意义。
七、实验意义。
本实验不仅加深了我们对光学知识的理解，还为今后的光学研究和应用奠定了基础。
同时，通过实验，我们也提高了实验操作和数据分析能力，培养了团队合作和实验报告撰写能力。
八、实验改进。
在今后的实验中，我们可以进一步扩大实验规模，提高实验精度，加深对偏振光的理解和应用。
总之，本次实验对于我们深入理解偏振光的特性和规律，提高实验操作和数据分析能力，以及培养团队合作和实验报告撰写能力具有重要意义。
希望通过本次实验，能够为我们今后的学习和科研工作提供更多的启发和帮助。
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实验报告
姓名：班级：学号：实验成绩：
同组姓名：实验日期：2008-3-3 指导老师：助教10 批阅日期：
偏振光学实验
【实验目的】
1.观察光的偏振现象,验证马吕斯定律
2.了解1/2波片,1/4波片的作用
3.掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测.
【实验原理】
1．光的偏振性
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（见图１）。
此时光矢
量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若
光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称
为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片
虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3.马吕斯定律
设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=ɑ，强度I=，I=ɑ= Ｉɑ=ɑ式中为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。
这就是１８０９年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。
显然，以光线传播方向为轴，转动检偏器时，透射光强度Ｉ将发生周期变化。
若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光，则极小值部位０。
若光强完全不变化，则入射光是自然光或圆偏振光。
这样，根据透射光强度变化的情况，可将线偏振光和自然光和部分偏振光区别开来。
4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2波片和1/4波片的作用
当平面偏振光同过1/2波片后，产生的仍是平面偏振光，但它与原入射光的夹角为2ɑ（ɑ为入射光振动面与波片光轴的夹角，下同）；
当平面偏振光同过1/4波片后，产生偏振光的性质与ɑ相关：
ɑ= 0时：出射光为振动方向平行1/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ= 时：出射光为振动方向垂直1/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ= 时：出射光为圆偏振光。
ɑ为其他值时，出射光为椭圆偏振光。
我们使平面偏振光通过1/2波片，1/4波片，产生各种性质的偏振光，来研究它们的性质以及它们之间的关系。
原始数据记录表
1验证马吕斯定律
偏振片初始角度为218度
从表中可知,当偏振片角度余弦的平方值相同时,光电流值也基本保持相同,这就说明光电流值与偏振片角度余弦的平方值相关。
下面我们取表格中的前一半数据(即一组不同的角度和其对应得光电流值作图)，来观察其关系
从图中可见，光电流强度与角度余弦值的平方成线形关系，这也就验证了马吕斯定律。
2.线偏振光通过1/2波片时的现象和1/2波片的作用
由此可见,为达到消光,检偏器转过角度与1/2波片转过角度保持一致。
而若检偏器固定,将1/2波片转过360度,会观察到两次消光；同样地,若1/2波片固定,将检偏器转过360度,同样会观察到两次消光。
由此可见,线偏振光通过1/2波片后,它仍是线偏振光,只是发生了角度的改变而已。
3．用1/4 波片产生圆偏振光和椭圆偏振光。
波片转20度时
下面通过作图，来观察二者的关系
波片转45度时
此图像与圆偏振光比较可知，1/4波片转角为时，产生的是圆偏振光。
将此图像与上一图像进行比较，即将1/4波片转20度与转40度时的图像进行比较：可知45度时光电流强度的最大值较小，最小值较大，最大值与最小值之差减小了。
而且45度与20度时产生极值的角度值发生了变化。
这些都是由于1/4波片角度发生了改变，使合成的偏振状态也发生了改变。
【分析讨论】
1．实验中获得的数据与理想情况还是有一定的误差。
因为在实验室中，许多组实验在同时进行，光是很敏感的，自己的仪器受其他实验产生的光的影响还是很大的。
我们在实验尽量挡住其他方向来的光，这样使实验结果趋于理想。
2．关于实验中零点的取值：我们在实验中发现有连续的好几个数据点的值都是0，这样就不好选取0点，所以就大致取中间的一个数据点作为0点，最后统计数据时发现有时这个0点的选取还是有偏差的，所以在实验报告中对个别零点进行了调整。
【思考题】
1.答：当ɑ√时，透射光是入射自然光强的1/3；
当ɑ√时，透射光是最大透射光强的1/3，因为最大透射光强就是入射自然光强。
2.答：在相互正交的偏振片和中间插进一块1/4波片，使其光轴跟起偏器的光轴平行，那么透过起偏器的光斑是暗的,因为通过后的出射光为振动方向平行1/4波片光轴得平面，即平行于的光轴。
将转动90度后，光斑变成亮的，因为这时的光轴与的光轴也平行了。
3.答：在第二题中如果用1/2波片代替1/4波片，结果是相同的。