实验报告_偏振光的产生和检验
大学物理实验报告系列之偏振光的分析
【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）、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入射线偏振光的振动方向与波片光轴间的夹角≠0°，≠45°，≠90°转过2的直线偏振光正椭圆偏振光，长短轴之比为tg，ctg内切于边长比为tg的矩形的椭圆偏振光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】οοο58308250211=-=-=ϕϕp i οοο57307250212=-=-=ϕϕp i οοο57307250213=-=-=ϕϕp i οοο56306250214=-=-=ϕϕp i οοο58308250215=-=-=ϕϕp i οοο57307250216=-=-=ϕϕp i οοο56306250217=-=-=ϕϕp iο57771=+⋅⋅⋅⋅+=p p p i i i5399.157tan tan ===οn i p波长为时玻璃对于空气的相对折射率为。
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。
实验报告_偏振光的产生和检验(2)
【实验题目】偏振光的产生和检验【实验记录与数据处理】1．线偏振光的获得与检验1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)夹角光电流强度夹角光电流强度夹角光电流强度10 0.11 130 6.31 250 5.7720 0.20 140 5.10 260 6.8030 0.72 150 3.82 270 7.5340 1.69 160 2.55 280 7.9650 2.84 170 1.35 290 7.9260 4.33 180 0.49 300 7.4070 5.81 190 0.13 310 6.4380 6.89 200 0.26 320 5.1590 7.68 210 0.83 330 3.80100 8.09 220 1.85 340 2.54110 7.94 230 3.18 350 1.38120 7.34 240 4.42 360 0.273）贴图(3分)：曲线（直角坐标）2．椭圆偏振光的获得与检验1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)：P2夹角：波片夹角：光电流强度=15 =45 =15 =45 =15 =4515 0.24 3.30 135 4.49 2.16 255 3.53 2.77 30 0.28 3.48 150 3.26 2.32 270 4.70 2.43 45 0.96 3.46 165 2.06 2.66 285 5.30 2.23 60 2.22 3.21 180 0.73 3.03 300 5.24 2.12 75 3.63 2.83 195 0.21 3.27 315 4.51 2.15 90 4.77 2.40 210 0.36 3.38 330 3.32 2.27 105 5.31 2.18 225 1.11 3.32 345 2.00 2.54 120 5.18 2.11 240 2.33 3.07 360 0.84 2.963）贴图(5分)：15°和45°的曲线图（极坐标）光强与检偏器角度的关系（=15）光强与检偏器角度的关系（=45）3. 1/2波片的研究1）器件光路示意图(2分)：2）测量记录(1分)：P2夹角：波片夹角10 15 20 25 30 35 4018 32 42 54 68 72 803）结论(2分)：关系；根据数据可得，在误差允许的范围内，△=2△。
一 偏振光的产生和检验
实验十一 偏振光的产生和检验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。
一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。
2、掌握产生和检验偏振光的原理和方法。
二、实验原理1、偏振光的概念光的波动的形式在空间传播属于电磁波，它的电矢量E 与磁矢量H 相互垂直。
E 和H 均垂直于光的传播方向，故光波是横波。
实验证明光效应主要由电场引起，所以电矢量E 的方向定为光的振动方向。
自然光源（如日光，各种照明灯等）发射的光是由构成这个光源的大量分子或原子发出的光波的合成。
这些分子或原子的热运动和辐射是随机的，它们所发射的光振动，出现在各个方向的几率相等，这样的光叫做自然光。
自然光经过媒质的反射、折射或者吸收后，在某一方向上振动比另外方向上强，这种光称为部分偏振光。
如果光振动始终被限制在某一确定的平面内，则称为平面偏振光，也称为线偏振光或完全偏振光。
偏振光电矢量E 的端点在垂直于传播方向的平面内运动轨迹是一圆周的，称为圆偏振光，是一椭圆的则称为椭圆偏振光。
2、获得线偏振光的方法自然光变成偏振光称作起偏，可以起偏的器件分为透射和反射2种形式。
(1) 反透射式起偏器自然光在两种媒质的界面处反射和折射，当入射角b φ满足12tan /b n n φ=时，反射光成为振动 方向垂直于入射面的线偏振光，这个规律称布儒斯特定律，bφ称为布儒斯特角或起偏角，而折射光为部分偏振光。
如果自然光以入射角b φ投射在多层的玻璃堆上，经过多次反射后，透射出的光也接近于线偏振光，其振动面平行于入射面。
(2)透射式起偏器晶体起偏器：利用某些晶体的双折射现象可以获得较高质量的线偏振光，如尼科尔棱镜，这类偏光器件价格昂贵。
光的偏振性实验报告
一、实验目的1. 理解光的偏振性及其产生机制。
2. 掌握使用偏振片和偏振光实验装置观察和分析光的偏振现象。
3. 验证马吕斯定律，即偏振光通过偏振片后的光强与偏振片的角度关系。
4. 探究不同类型偏振光（如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光）的产生和检测方法。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
在垂直于光传播方向的平面上，光矢量（即电场矢量E）可以有不同的振动方向。
当光矢量在某一固定平面上振动时，称为线偏振光；若光矢量绕传播方向旋转，则形成圆偏振光；若光矢量绕传播方向旋转的轨迹为椭圆，则形成椭圆偏振光。
偏振片是一种选择性吸收特定方向光振动的光学元件。
当自然光通过偏振片时，只允许与偏振片方向平行的光振动通过，从而产生线偏振光。
通过改变偏振片的方向，可以观察偏振光的强度变化，验证马吕斯定律。
三、实验仪器与材料1. 偏振片（起偏器、检偏器）2. 自然光源（如白炽灯、激光器）3. 毫米尺4. 透明玻璃板5. 旋转台6. 光强计7. 记录纸及笔四、实验步骤1. 将自然光源放置在实验台上，调整光路使其成为平行光。
2. 将起偏器放置在光路中，调整其方向，使自然光通过起偏器后成为线偏振光。
3. 将检偏器放置在起偏器之后，调整其方向，观察光强变化。
4. 记录检偏器方向与起偏器方向之间的夹角θ，以及相应的光强I。
5. 改变检偏器的方向，重复步骤3和4，记录不同夹角θ下的光强I。
6. 根据实验数据，绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线，验证马吕斯定律。
7. 将透明玻璃板放置在光路中，观察光通过玻璃板后的偏振现象。
8. 通过旋转透明玻璃板，观察不同角度下的偏振现象，探究不同类型偏振光（如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光）的产生和检测方法。
五、实验结果与分析1. 验证马吕斯定律：根据实验数据绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线，发现光强I与夹角θ之间呈余弦关系，验证了马吕斯定律。
2. 探究偏振光类型：通过旋转透明玻璃板，观察到不同角度下的偏振现象。
光偏振实验报告实验记载
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波横波性的认识。
2. 理解并验证马吕斯定律，掌握偏振光的产生和检验方法。
3. 掌握起偏器和检偏器的使用，熟悉不同偏振态光的产生与转换。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光波是一种电磁波，其振动方向垂直于传播方向。
当光波通过某些特定介质或器件时，其振动方向发生改变，形成偏振光。
2. 马吕斯定律：当一束完全线偏振光通过一个偏振器时，透射光的光强与入射光的光强成正比，且透射光的光强与偏振器的偏振方向和入射光的光矢量振动方向的夹角有关。
3. 偏振光的产生和检验：利用起偏器和检偏器可以产生和检验偏振光。
起偏器可以使自然光变为线偏振光，检偏器可以检验光是否为偏振光。
三、实验仪器与用具1. 光具座2. 半导体激光器3. 偏振片4. 1/4波片5. 激光功率计6. 光屏四、实验步骤1. 将半导体激光器放置在光具座上，调整激光器的光束方向，使其垂直照射到偏振片上。
2. 将偏振片放置在光具座上，调整其偏振方向，观察光屏上的光强变化。
3. 在偏振片后放置1/4波片，调整1/4波片的光轴方向，观察光屏上的光强变化。
4. 将检偏器放置在1/4波片后，调整检偏器的偏振方向，观察光屏上的光强变化。
5. 改变偏振片和1/4波片的相对位置，观察光屏上的光强变化，验证马吕斯定律。
6. 利用偏振片和1/4波片产生椭圆偏振光和圆偏振光，观察光屏上的现象。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向平行时，光屏上的光强达到最大；当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
2. 当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向平行时，光屏上的光强达到最大；当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
3. 在实验过程中，改变偏振片和1/4波片的相对位置，验证了马吕斯定律。
4. 通过实验观察，产生了椭圆偏振光和圆偏振光，并观察到了相应的现象。
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。
- 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)。
【实验题目】偏振光的产生和检验
【实验记录与数据处理】
1．线偏振光的获得与检验
1）器件光路示意图(2分)：
θ光电流强度I夹角 θ光电流强度I夹角 θ光电流强度I 夹角
10 0.08 130 2.13 250 2.79
20 0.30 140 1.54 260 3.12
30 0.68 150 0.97 270 3.29
40 1.21 160 0.51 280 3.26
50 1.75 170 0.15 290 3.02
60 2.32 180 -0.02 300 2.64
70 2.77 190 0.03 310 2.13
80 3.14 200 0.29 320 1.57
90 3.37 210 0.68 330 1.01
100 3.35 220 1.18 340 0.50 110 3.08 230 1.72 350 0.19 120 2.66 240 2.30 360 0.02 3）贴图(3分)：θ曲线（直角坐标）
2．椭圆偏振光的获得与检验1）器件光路示意图(2分)：
θΦ=15︒Φ=45︒
θ
Φ=15︒Φ=45︒
θ
Φ=15︒Φ=45︒I I I I I I
15 0.52 0.87 135 0.27 0.76 255 1.50 0.70 30 0.94 0.83 150 0.10 0.80 270 1.37 0.67 45 1.27 0.76 165 0.08 0.84 285 1.09 0.68 60 1.46 0.71 180 0.26 0.87 300 0.73 0.72 75 1.49 0.67 195 0.56 0.85 315 0.37 0.76 90 1.27 0.67 210 0.82 0.83 330 0.11 0.82 105 0.95 0.67 225 1.17 0.78 345 0.03 0.85 120 0.58 0.71 240 1.39 0.76 360 0.14 0.88 3）贴图(5分)：15°和45°的θ曲线图（极坐标）
光强与检偏器角度的关系（Φ=15︒）
光强与检偏器角度的关系（Φ=45︒）
3. 1/2波片的研究
1）器件光路示意图(2分)：
︒
∆Φ10 15 20 25 30 35 40 ︒
∆θ22 30 40 52 58 70 80 3）结论(2分)：关系：
根据数据可得，在误差允许的范围内，△θ=2△Φ。
4．玻璃起偏与Brewster角的测定
1）器件光路示意图(2分)：
2）Brewster 角p i 的测量记录(1分)
3）玻璃的折射率(3分)。
==p i n n tan 0 1.000277*︒8.51tan
玻璃折射率为=n 1.271125 【结论与讨论】
1.由实验一可得，在振动方向与透视轴夹角从90°减少至0°过程中，透视光强度逐渐由零增至最大值，与马吕斯定律I=I o cos θ相符合。
2.由实验二可得，当入射光与玻片夹角β= 0°，透过检偏器的光强最小，可知透过1/4玻片得到的是沿玻片慢轴的线偏振光；当β=15°，旋转检偏器一周后，得到的光强呈周期性变化，且最小值与最大值差值较大，光强最大值小于实验一中线偏振光的光强，再根据θ~I 曲线图即可知透过1/4玻片得到的是椭圆偏振光；当β=45°，旋转检偏器一周后，发现得到的光强变化不大，且光强大小界于β=15°时椭圆偏振光的光强最大值和最小值之间，再根据θ~I 曲线图即可知透过1/4玻片得到的是圆偏振光。
3.由实验三可得，线偏振光经过1/2玻片后仍为线偏振光，振动方向旋转了2θ（θ为入射光的偏振方向与玻片慢轴方向的夹角）。
4.实验四产生较大误差，误差原因为由于光线变化较小，且很难做到消光。
故人为判断的影响较大。
前三个实验误差产生的原因主要来源于调节玻片和检偏器时对旋转角度的读数不能十分精准。
【课后问题】（5分）
讨论：如何利用波片与偏振光片判别圆偏振光与自然光？
答：1.已知圆偏振光经过1/4玻片后形成线偏振光，而自然光经过1/4玻片后仍为自然光，故可以用1/4玻片进行区分。
2.让光束透过1/4玻片+偏振片，旋转偏振片，透射光发生变化的为圆偏振光，透射光不发生变化的为自然光。
故可用玻片+偏振片进行区分。
报告成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。