偏振光的观察与研究实验数据处理示例
偏振光的观察与分析
偏振光的观察与分析【实验内容及数据处理要求】1）将半导体激光器、功率计探头与激光功率计后面板上的相应插座相连。
2）在光学导轨一端分别安装半导体激光器和功率计探头，开启功率计，选择直径为6.0 mm 的圆孔作为功率计探头的入射光阑。
3）调整激光器、功率计探头在支架上的固定高度及激光器的二维调节螺旋，使激光束同轴等高地平行射入功率计探头的Φ6.0光阑孔中。
4）验证马吕斯定律① 在靠近激光器的一侧加入一个偏振片并调整其高度与激光器、功率计探头同轴等高。
旋转偏振片使功率计的示数为极大值（功率计应选恰当档位，如2 mW ）。
② 对功率计清零：先用白屏紧贴半导体激光器遮住激光，调节功率计的“调零”旋钮使其示数为0，然后拿走白屏。
③ 在靠近功率计探头的一侧加入另一个偏振片（作检偏器），并调整其高度与之前安装的光学元件同轴等高，并对功率计清零。
④ 转动检偏器直至功率计的示数恰好为零，记录下检偏器上的角度θ0和功率计示数；接着以此角度为基准，沿同一方向转动检偏器，每转15°就记录下检偏器上的角度θ和相应的功率计示数。
数据处理要求：以加入检偏器后功率计的最大示数作为I 0，先由马吕斯定律计算出各相对角度α所对应的理论功率，然后在同一坐标纸上绘出马吕斯定律的理论曲线和实测值拟合曲线，计算各α对应功率值的百分偏差，并根据结果得出是否验证的结论。
注意：相对角度α（090θθ=-︒-）是因为功率计示数为0时，检偏器与起偏器的透振方向夹角为90°。
实验中每加入一个光学元件，就需要对功率计进行清零，以消除由该元件折射、反射进入功率计探头的杂散光对实验结果的影响。
5）产生和鉴别（椭）圆偏振光① 紧接4）的第④步，转动检偏器重新使功率计示数为零（系统处于消光状态）此时检偏器的角度记为初始位置0θ。
② 在起偏器和检偏器之间插入1/4波片，旋转1/4波片角度使功率计示数有极大值，然后调整1/4波片使与之前安装的光学元件同轴等高，并对功率计清零。
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。
偏振光实验报告
偏振光实验报告验证马吕斯定律实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈吸收， 而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸收 o 光，通过 e 光)，这种对线 偏振光的强烈的选择吸收性质， 叫做二向色性。
具有二向色性的晶体叫做偏振片。
偏振片可作为起偏器。
自然光通过偏振片后，变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。
如图 1、图 2 所示：P P1 2P 1 P 2A 0θ A 0cos θ单色自然光 线偏光 线偏光图 2图 1图 1 中挨近光源的偏振片P 为起偏器， 设经过P 后线偏振光振幅为A (图1 1 02 所示)，光强为 I 0。
P 2与P 1夹角为9 ,因此经P 2后的线偏振光振幅为A = A 0cos 9 ，光强为I = A 2 cos 2 9 = I cos 2 9 ,此式为马吕斯定律。
0 0实验数据及图形：从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。
实验 2.半波片， 1/4 波片作用实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向(或者振动面)分解为寻 常光(o 光)和非常光(e 光)。
它们具有相同的振动频率和固定的相位差(同波 晶片的厚度成正比)，若将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振 光的干涉。
分振动面的干涉装置如图 3 所示， M 和N 是两个偏振片， C 是波片，单色自 然光通过 M 变成线偏振光， 线偏振光在波片 C 中分解为 o 光和 e 光，最后投影在 N 上，形成干涉。
M N单色自然光偏振片 波片 偏振片 图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况， 当 M⊥N 时， 即两个偏振片的透振方向垂直时， 出射光强为：I = 0(sin 2 29 )(1 cos 6 ) ；当 M∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射」4光强为： I = 0 (1 2 sin 2 9 cos 2 9 + 2 sin 2 9 cos 2 9 cos 6 ) 。
光的偏振现象观察
二、测布儒斯特角，计算平玻片的折射率 测布儒斯特角，
注意事项
（1）取放光学元件应小心，不许触摸光学表面。
（2）因有些偏振片的检偏特性不理想， 不能完全消光，只有采取比较的方法， 找到一个消光相对来说能达到最暗的位置。
【预习思考题】 预习思考题】
1. 利用偏振片，如何区分自然向与入 射面有何关系？
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实验简介
光的偏振现象证明了光波是 一种横波，即光的振动方向 是垂直于它的传播方向的。
实验目的
1、观察光的偏振现象，掌握产生偏振光的方法 2、学会区分自然光、偏振光、部分偏振光 3、测量平玻璃片的起偏角及相对折射率
实验原理
1. 偏振片、起偏与检偏 偏振光通过旋转的检偏器， 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化
自然光 线偏振光
.
....
起偏器
检偏器
I = I 0 cos θ
2
实验原理
2. 反射起偏、布儒斯特定律 S
R
b
n1 n2
T 图4-16-3 布儒斯特定律示意图
实验仪器
分光计、偏振片（二片）、平玻片、玻璃片堆、钠光灯
平 行 光 管
平 玻 片
α
实验内容
一、观察光的偏振现象
1、按实验3.7（分光仪的调整）中的要求， 调整好分光仪望远镜对准平行光管狭缝像。 2、 在望远镜物镜前套上一偏振片，用作检偏器， 旋转检偏器一周，观察狭缝像的光强有无变化。 3. 再在平行光管物镜前套上一偏振片，用作起偏器， 旋转检偏器一圈，观察狭缝光强有无变化。
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10 6s 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。
光偏振现象的研究实验报告
光偏振现象的研究实验报告篇一：偏振光实验报告实验题目：偏振光的研究实验者：PB08210426 李亚韬实验目的：掌握分光计的工作原理，熟悉偏振光的原理和性质。
验证马吕斯定律，并根据布儒斯特定律测定介质的折射率。
实验原理：为了研究光的偏振态和利用光的偏振特性进行各种分析和测量工作，需要各种偏振元件：产生偏振光的元件、改变光的偏振态的元件等，下面分类介绍。
1 产生偏振光的元件在激光器发明之前，一般的自然光源产生的光都是非偏振光，因此要产生偏振光都要使用产生偏振光的元件。
根据这些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。
在激光器谐振腔中可以利用布儒斯特角使输出的激光束是线偏振光。
将自然光变成偏振光的方法有很多，一个方法是利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
我们的先人在很早就已经对水平面的反射光有所研究，但定量的研究最早在1815年由布儒斯特完成。
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。
该方法是可以获得线偏振光的方法之一。
如图1所示。
因为此时i0????2 ，n1sini0?n2sin?，tgi0?sini0sini0n??cosi0sin?n1，若n1=1（为空气的折射率），则n2?tgi0（1）i0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），另一束光一般不遵守折射定律叫做非寻常光（e光）。
偏振光的观察与研究实验报告
偏振光的观察与研究实验报告一、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。
观测椭圆偏振光和圆偏振光。
二、实验仪器偏振光观察与研究的实验装置包括一下几个部分:光源（可发出多种类型激光），偏振片,波晶片（λ/2 和λ/4 波长)，光屏。
1.光源：双击实验桌上光源小图标弹出光源的调节窗体.单击调节窗体的光源开关可以切换光源开关状态;可以选择光源发出光的类型，包括自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、线偏振光、部分偏振光。
光源默认发出是自然光.2.偏振片:双击桌面上偏振片小图标,弹出偏振片的调节窗体。
初始化时偏振片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准。
最大旋转范围为360°，最小刻度为1°。
可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转偏振片。
3.波晶片：分为λ/2 和λ/4 波长波片,双击桌面上波晶片小图标，弹出波晶片的调节窗体。
初始化时波晶片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准.最大旋转范围为360°，最小刻度为1°。
三、实验原理1。
偏振光的概念和产生：光的偏振是指光的振动方向不变，或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。
光有五种偏振态：自然光（非偏振光)，线偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光.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。
2. 改变偏振态的方法和器件：①光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等,利用光学双折射的原理制成的；②偏振片：它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过,因而产生线偏振光。
偏振光的观察与研究实验报告
偏振光的观察与研究研究λ/4波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/4波片对偏振光的影响：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λ/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、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，将上面几次的实验结果记录在表中。
一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、圆偏光和椭圆偏振光的产生1、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,将上面几次转动的实验结果记录在表中(请选择相应的答案,偏振片A的透振方向为0°)2、答案选项： A:光强发生变化,但不消光 B:光强发生变化,且消光 C:光强没有发生变化 D:某位置有光,其他位置消光 E:椭圆偏振光 F:圆偏振光 G:线偏振光 H:部分偏振光研究λ/2波片对偏振光的影响总分： 50本题得分：50考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。
2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。
改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、改变λ/2波片的慢（或快）轴与偏振片A的方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并记录数据。