马吕斯定律实验报告
验证马吕斯定律实验报告
验证马吕斯定律实验报告用Origin进行线性拟合并修正系统误差——以“验证马吕斯定律”实验为例主要包含的内容：介绍了用Microcal Origin软件进行实验数据处理与线性拟合并进行系统误差修正的具体方法。
以验证马吕斯定律实验中入射光振动方向与检偏器主截面之间的夹角θ和通过光电探测器探测到的光电流强度Iθ的数据处理以及Iθ～cos2θ线性拟合为例，并找出系统误差，对测量结果进行修正，展现了Origin软件的便捷、高效、直观等优点。
对于线性曲线拟合，常用的方法有作图法，即在作图纸上人工拟合直线，此方法很方便，但却不是一种建立在严格的统计理论基础上的数据处理方法。
在作图纸上人工拟合直线时存在一定的主观随意性，难免会增大误差。
而最小二乘法是数据线性拟合中最常用的一种实验数据处理方法。
但是，如果运用最小二乘法手工计算拟合参数值，所需的计算比较繁琐，且容易出错。
现在计算机中的Excel或是Origin等数据图像分析软件中，在进行线性拟合时大都选用了最小二乘法算法。
运用计算机软件进行数据处理和作图，有着简便快速、精确度更高的优点，这也是信息时代发展的要求。
本文将选用验证马吕斯定律实验为例，介绍运用Origin 软件进行实验数据线性拟合的具体方法，并通过Origin软件处理实现消除系统误差。
用Origin实现实验数据的线性拟合下面是以验证马吕斯定律实验为例，说明Origin在运用最小二乘法算法进行实验数据线性拟合的方法步骤。
数据输入与处理首先将得到的实验数据输入Origin的工作表worksheet中.按其默认设置打开一个工作表窗口，在本文实验中共有11组数据，将其输入工作表中，如图2中A (X1) , I1 (Y1) , I2 (Y1) , I3 (Y1) 所示。
然后在工作表中通过Column/Add New Column新增一列，命名为B (X2) 用于存放夹角θ的余弦的平方.选中Column B (X2) ，右击然后选Set Column Values将跳出一个窗口，然后在编辑窗口输入Column B (X2) 的赋值运算公式:Col (B) =cos (Col (A) *pi/180) ^2, 点击OK，则可快速求得夹角θ的余弦的平方。
验证马吕斯定律实验报告
马里乌斯定律：马留斯指出：通过偏振器的I（Ο）线性偏振光的强度，透射光的强度（不考虑吸收）是I = I（Ο）cos吗？θ。
（θ是入射光线的偏振光的振动方向与偏振器的偏振方向之间的夹角。
）马里乌斯定律指出，光线在各向同性均匀介质中传播时，始终与波表面保持正交。
，入射波面与出射波面的对应点之间的光路是恒定的，根据电磁波理论，光是剪切波，其振动方向与光的传播方向垂直。
在垂直于光波传播方向的平面上，光矢量可能具有不同的振动方向，通常，光矢量保持一定振动方向的状态称为偏振态，偏振器产生的偏振光通过偏振器后，如图所示，OM表示偏振片的偏振方向，on表示偏振偏振器的偏振方向，其夹角为α。
自然光穿过偏振器，并沿OM 方向变为线性偏振光。
假设其振幅为E0，但偏振器仅允许其分量沿打开方向通过。
因此，从偏振器发出的光的振幅为e ＝e 0cosα。
因此，如果入射偏振片的光强度为I0，则偏振片发出的光强度与原始光强度和偏振片角度具有一定关系。
Marius在1808年通过实验指出，线性偏振光的强度与IO的强度一起通过偏振器，透射光的强度（不考虑吸收）为：I = IO（COSα）^ 2，其中α是入射光线的偏振光的振动方向与偏振器的偏振方向之间的角度。
通过偏振器后，透射光的强度为I = IO（COSα）^2。
其中，α是线性偏振光的光振动方向与偏振器的透射方向之间的夹角，称为马里斯定律。
将偏振器P1放置在光路中作为偏振器，以获得具有与P1透射方向相同的振动方向的线性偏振光。
线性偏振光的强度是入射自然光强度的一半。
偏振器P2作为偏振器放置在光路中。
P2和P1之间的夹角为：e = EO（COSα）和I = IO（COSα）^2。
这是马里斯定律。
当α= 0°或180°，I = IO时，透射光最强。
当α= 90°或270°，I = 0时，透射光强度为零。
对于其他值，光强度在0到Io之间。
简单原理：两个偏振器的透射方向之间的角度为α，通过偏振器的偏振光的幅度为Ao，那么通过偏振器的幅度为a，则a = aocosα。
验证马吕斯定律实验报告
马吕斯定律：马吕斯指出：强度为I(Ο)的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度（不考虑吸收）为I=I(Ο)cos²θ。
(θ是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。
)马吕斯定律指出，光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。
原理按电磁波理论，光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直。
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。
由起偏器产生的偏振光在通过检偏器之后，如图，OM表示起偏器的偏振化方向，ON表示检偏器的偏振化方向，它们的夹角为α。
自然光透过起偏器后成为沿OM方向的线偏振光，设其振幅为E0，而检偏器只允许它沿ON方向的分量通过，所以从检偏器透出的光的振幅为E=E0cosα由此可知，若入射检偏器的光强为I0，则检偏器射出的光强与原光强及偏振器角度存在一定关系。
公式1808年，马吕斯经实验指出,强度为Io的线偏振光,透过检偏片后,透射光的强度(不考虑吸收)为：I=Io(cos α)^2其中, α是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。
一束光强为Io的线偏振光，透过检偏器以后，透射光的光强为I=Io(cos α)^ 2 。
式中α是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向间的夹角，该式称为马吕斯定律。
在光路中放入偏振片P1 作为起偏器，获得振动方向与P1透振方向一致的线偏振光,线偏振光的强度为入射自然光强度的一半。
在光路中放入偏振片P2 ，作为检偏器，其透振方向P2与P1 夹角为，透过P2的光振幅：E=Eo(cos α),光强：I=Io(cos α)^2 , 这就是马吕斯定律。
当α=0°或180°时，I=Io ，透射光最强。
当α=90°或270°时，I=0，透射光强为零。
当为其它值时，光强介于0 和Io之间。
实验：光偏振与马吕斯定律-实验报告
实验： 光偏振与马吕斯定律一．实验目的1.观察光的偏振现象。
2.验证马吕斯定律。
二．实验原理偏振光定义：偏振光是指光矢量的振动方向不变，或具有某种规则地变化的光波。
分类：1.自然光：光矢量具有轴对称性、均匀分布、各方向振动 的振幅相同； 2. 部分偏振光 含有各种振动方向的光矢量，但光振动在某一方向更显著； 3. 完全偏振光：线偏振光：光矢量端点的轨迹为直线； 椭圆偏振光：光矢量端点的轨迹为一椭圆； 圆偏振光：光矢量端点的轨迹为一圆。
马吕斯定律：光强0I 的线偏振光，透过检偏器以后，透射光光强为I=α20cos I ，α是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向间的夹角。
三．实验主要步骤或操作要点实验装置：电脑液晶屏，手机（Phyphox-光强），偏振片（偏光镜，3d 眼镜等），量角器（或者手机Phyphox-斜面）。
实验步骤 ：1.将手机竖直放置在液晶屏前； 2. 打开Phyphox-光模式；3. 将偏光片放置在手机光传感器前；4. 旋转特定角度，记录光强变化和角度（第二个手机Phyphox-斜面 测量角度)；5. 处理数据。
注意事项：角度要准确测量；背景光的影响；测量光路要等高同轴。
实验安全：禁用大功率激光笔 ！实验中禁止将激光聚焦 ！ 做好激光防护，既要保护自己，也要避免误伤他 人 ！ 严禁用眼睛直视激光束，以免造成视网膜损伤。
四．实验数据在0-180 范围内取不同的α（实际上0-90也可以进行验证，但是为了防止偏振片薄厚不均和对光源的反射率不同，采用0-180进行验证），计算α2cos 并记下对应的光强I 。
量角器的分度值为1。
五．数据处理在上述表格基础上计算α2cos ，绘制I-α2cos 图像，并计算I 与α2cos 的线性相关系数。
用Excel 作图像如下：由I-α2cos 图像可知，I 与α2cos 近似成线性关系，斜率0I =1471.1lux ，相关系数R 2=0.9995，线性相关指数接近1。
马吕斯定律实验报告
马吕斯定律实验报告一、实验目的本实验旨在验证马吕斯定律，即通过研究线偏振光通过检偏器后的光强变化规律，深入理解光的偏振特性。
二、实验原理马吕斯定律描述了线偏振光通过检偏器后的光强与入射光强以及检偏器透光轴与入射光偏振方向夹角之间的关系。
设入射光强为$I_0$，通过检偏器后的光强为$I$，检偏器透光轴与入射光偏振方向的夹角为$＼theta$，则马吕斯定律的表达式为：＄I ＝ I_0 ＼cos^2\theta$。
三、实验仪器1、光源：提供线偏振光的激光光源。
2、起偏器：用于产生线偏振光。
3、检偏器：可旋转以改变透光轴方向。
4、光功率计：用于测量光强。
四、实验步骤1、打开激光光源，使其稳定工作。
2、调整起偏器，使其产生线偏振光。
3、将检偏器置于起偏器后，使两者透光轴平行，此时光功率计读数最大，记录为$I_0$。
4、以一定的角度间隔（如 10°）旋转检偏器，记录相应的光功率计读数$I$。
5、重复测量多次，以减小误差。
五、实验数据及处理｜旋转角度＄＼theta$（°）｜光强＄I$（mW）｜｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 500 ｜｜ 10 ｜ 470 ｜｜ 20 ｜ 385 ｜｜ 30 ｜ 250 ｜｜ 40 ｜ 125 ｜｜ 50 ｜ 060 ｜｜ 60 ｜ 025 ｜｜ 70 ｜ 010 ｜｜ 80 ｜ 005 ｜｜ 90 ｜ 000 ｜根据实验数据，以角度$＼theta$为横坐标，光强$I$为纵坐标，绘制出光强随角度变化的曲线。
然后，根据马吕斯定律$I ＝ I_0 ＼cos^2\theta$，计算理论光强值，并与实验测量值进行比较。
六、实验结果分析通过实验数据和曲线可以看出，随着检偏器旋转角度的增大，光强逐渐减小，且呈现出余弦平方的变化规律，与马吕斯定律相符。
然而，实验中仍存在一定的误差。
误差来源可能包括：仪器精度的限制、实验环境中的杂散光干扰、操作过程中的旋转角度不准确等。
七、实验注意事项1、实验过程中应避免光源、起偏器和检偏器的位置发生变动，以免影响实验结果。
南京信息工程大学物理实验报告电子模板验证马吕斯定律
南京信息工程大学物理实验报告实验名称__________ 验证马吕斯定律实验日期_年_月_日得分：_________________________ —院（系）_专业2019年级班姓名________ 学号—指导教师 _____________目录实验目的 (1)实验仪器 (1)实验原理 (1)实验步骤 (3)实验数据表格及数据处理 (4)实验结果及讨论 (6)附：实验原始数据记录 (7)物理实验教学中心实验名称 验证马吕斯定律实验日期：2020年_月_日实验目的： 1. 观察光的偏振现象，了解光偏振的基本规律2. 测量偏振光光企，验证马吕斯定律实验仪器：半导体激光器一个,起偏器、检偏器各一个，光功率探头一个，光功率计 —个，手持照明灯一个，光学导轨一套实验原理：1. 偏振光的基本概念根据麦克斯韦的电礁场理论，光是一种电礁波。
光的传播就是电场强 度E 和濮场强度B 以横波的形式传播的过程。
鉴于在光和物质的相互作用 过程中主要是光波中的电矢量起作用，所以人们总是以电矢量E 作为光波 中振动矢量的代表把E 的振动称为光振动，E 与光波传播方向之间组成的 平面叫振动面。
光在传播过程中，光振动始终在某一确定方向的光称为线 偏振光，简称偏振光（见图1a ）。
普通光源发射的光不显现偏振的性质， 称为自然光（如图1b ）。
还有一种光线，光矢量在来个特定方向上出现的 光（如图1c ）。
自然光、平而偏振光的表示方 图2 o +H+H4 •传躍方向光攥动在纸面內昭鱷光 | 十「| 十「倍鬲传猪方向 自撚光 光嫌动丢宜于銀面的线價揭光固2自然光与平面備祭光住椽尢丸掾动分霜的图示 2. 利用偏振片起偏和检偏马吕斯定律将自然光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器。
鉴别 光的偏振状态的过程称为检偏，所用装置称为检偏器。
检偏器与起偏器是概率比较大,法 图1 免域从抵而内缶克 列出时•須撮尢、自念丸和綁分互相通用的。
验证马吕斯定律
通过实验测量，我们发现实验结果与马吕斯定律的预测值相符，这表明马吕斯定律在我们的实验条件 下是成立的。
验证实验的重要性
验证实验是科学研究中不可或缺的一环，它有助于确认理论的正确性和可靠性，为进一步的研究和应 用提供支持。
对实验的反思与改进建议实验作细节的反思在实验过程中，我们注意到了一些操作细节可能影响实验结果的准确性，例如光源的稳 定性、光路的调整等。在未来的实验中，我们需要更加注重这些细节，以提高实验的精
验证马吕斯定律对于理解光的偏振性质以及偏振光学在实际应用中的重要性具有重 要意义。
实验目的
01 02 03
通过实验验证马吕斯定律的正确性 。
了解并掌握偏振片对线偏振光的影 响。
学习并掌握测量光强的基本方法。
02
马吕斯定律概述
马吕斯定律定义
总结词
马吕斯定律是指在平面偏振光通过偏振片时，其偏振方向会发生旋转的现象。
深入研究马吕斯定律的本 质
尽管我们已经验证了马吕斯定律的正确性， 但对其本质和内在机制的理解仍需深入探讨 。未来的研究可以进一步探究马吕斯定律背 后的物理机制和数学描述，为理论研究和实
际应用提供更深入的理论支持。
THANKS
图表绘制
根据处理后的数据，绘制反射率和透 射率随角度变化的曲线图。
结果分析
数据分析
对比实验数据与马吕斯定律的理论值，分析误差 来源。
误差分析
分析实验过程中可能存在的误差，如设备精度、 环境因素等。
结论总结
根据实验结果和误差分析，得出验证马吕斯定律 的结论，总结实验意义和局限性。
06
结论与总结
验证马吕斯定律的正确性
旋转半波片
旋转半波片，观察并记录不同角度下 光强的变化。
验证马吕斯定律实验报告
验证马吕斯定律实验报告验证马吕斯定律实验报告马吕斯定律是物理学中的一个重要定律，它描述了电流通过导体时所产生的热量与电阻、电流强度和时间的关系。
在本次实验中，我们将验证马吕斯定律，并探究其应用于电路中的意义。
实验材料和仪器：1. 导线：使用同一种材料和规格的导线，以保证实验的准确性。
2. 电流表和电压表：用于测量电流强度和电压。
3. 电源：提供电流。
4. 电阻丝：用于产生电阻。
实验步骤：1. 准备工作：将实验所需材料和仪器摆放整齐，确保电源和仪器的连接正确。
2. 测量电阻：使用万用表测量电阻丝的电阻值，并记录下来。
3. 搭建电路：将电源、电阻丝和电流表连接成一个闭合电路。
4. 测量电流和电压：打开电源，调节电流强度，并使用电流表和电压表测量电流强度和电压的数值。
5. 记录数据：记录下不同电流强度下的电阻丝的温度变化，并计算出所产生的热量。
实验结果：通过实验数据的记录和计算，我们得到了以下结果：1. 马吕斯定律的验证：根据马吕斯定律，电流通过导体时所产生的热量与电阻、电流强度和时间的乘积成正比。
通过实验数据的分析，我们发现电流强度越大，电阻丝的温度变化越大，产生的热量也越多。
这与马吕斯定律的描述相符合，验证了该定律的准确性。
2. 应用意义：马吕斯定律在电路设计和电子设备的使用中有着重要的应用。
通过控制电流强度和电阻的数值，我们可以合理地设计电路，确保电子设备的正常工作，并避免因过大的电流而引起的热量过高的问题。
此外，马吕斯定律还为电阻的选择和电路的优化提供了理论依据。
3. 实验误差的分析：在实验过程中，可能存在一些误差，例如电流表和电压表的测量误差、电阻丝的材料特性等。
为了减小误差，我们可以进行多次实验，取平均值，并对实验数据进行统计分析。
结论：通过本次实验，我们成功验证了马吕斯定律，并探究了其在电路中的应用意义。
马吕斯定律的准确性为电路设计和电子设备的正常运行提供了重要的理论基础。
在今后的学习和实践中，我们将进一步深入研究马吕斯定律，并将其应用于实际问题的解决中。
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篇一：偏振光实验报告
实验报告
姓名：高阳班级：F0703028学号：5070309013同组姓名：王雪峰
实验日期：20XX-3-3
指导老师：助教10
实验成绩：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A0，
则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=A0cosɑ，强度
I=A，I=A0cosɑ=Ｉ
20
22
2
cosɑ=cosɑ式中I0为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。
22
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(:马吕斯定律实验报告)振动方向平行1/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ=21/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ=4ɑ为其他值时，出射光为椭圆偏振光。
ππ
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。
篇二：实验报告--偏振光学实验
实验报告
姓名：*****班级：*****学号：*****实验成绩：同组
姓名：****实验日期：*****指导教师：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）。