偏振光实验报告
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。
偏振光的实验报告
偏振光的实验报告偏振光的实验报告引言：偏振光是一种特殊的光波，它的振动方向在一个平面上，而不是在所有方向上均匀分布。
在本次实验中，我们将探索偏振光的性质，并研究如何通过实验来检测和测量偏振光。
实验一：偏振片的特性在这个实验中，我们使用了一块偏振片和一束来自光源的自然光。
我们将偏振片放在自然光的路径上，并观察光线通过偏振片后的变化。
结果显示，当自然光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的光线能够通过，而与振动方向垂直的光线则被阻挡。
这表明偏振片具有选择性地通过特定方向的光线的能力。
实验二：偏振光的产生在这个实验中，我们使用了一束来自光源的线偏振光。
我们通过将自然光通过一个偏振片，只允许一个方向的光通过，从而产生线偏振光。
我们进一步观察了线偏振光的性质。
当我们将第二个偏振片放在线偏振光的路径上，并旋转它时，我们发现光的强度会发生变化。
当两个偏振片的振动方向平行时，光的强度最大；而当两个偏振片的振动方向垂直时，光的强度最小。
这说明线偏振光的振动方向与偏振片的振动方向之间存在一定的关系。
实验三：马吕斯定律马吕斯定律是描述光的偏振性质的重要定律之一。
它表明，当一束线偏振光通过一个偏振片后，再通过另一个偏振片时，光的强度与两个偏振片之间的夹角的余弦的平方成正比。
为了验证这一定律，我们进行了一系列实验。
我们首先将一束线偏振光通过一个偏振片，然后通过一个旋转的第二个偏振片。
我们测量了不同夹角下光的强度，并计算了夹角的余弦的平方。
实验结果与马吕斯定律的预测非常吻合，验证了这一定律的准确性。
实验四：偏振光的应用偏振光在许多领域中有着广泛的应用。
例如，在液晶显示器中，偏振片被用来控制光的传播方向，从而实现图像的显示。
在摄影中，偏振滤镜可以减少反射和增强颜色饱和度。
此外，偏振光还在光学通信、医学和科学研究等领域中发挥着重要的作用。
结论：通过本次实验，我们深入了解了偏振光的性质和特点。
我们发现偏振光具有选择性地通过特定方向的能力，并且其强度与偏振片之间的夹角的余弦的平方成正比。
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。
光的偏振研究实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的波动性质的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，了解其工作原理。
4. 验证马吕斯定律，研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。
二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。
自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振光可以通过以下几种方法产生：1. 利用起偏器（如偏振片）将自然光变为线偏振光。
2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。
3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。
检验偏振光的方法有：1. 利用检偏器（如偏振片）观察光强变化。
2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。
马吕斯定律指出，当完全线偏振光通过检偏器时，光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为：I = I0 cos²θ。
三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上，调整光路，使激光束通过偏振片后成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，观察光强变化，记录数据。
3. 将1/4波片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
4. 将线偏振光通过第二个偏振片，观察光强变化，记录数据。
5. 将第二个偏振片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
6. 根据记录的数据，验证马吕斯定律。
五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光强发生变化，说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。
2. 当1/4波片旋转一定角度时，光强也随之变化，说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。
偏振光的观察与研究实验报告数据(精选10篇)
偏振光的观察与研究实验报告数据偏振光指的是只在一个平面上振动的光，它的传播方式与普通光有所不同。
由于其具有特殊的偏振状态，因此可以在各个领域中发挥重要作用。
在本次实验中，我们对偏振光的观察与研究进行了探究。
一、实验目的1. 学习偏振光的概念及其传播方式。
2. 观察线偏振器和波片对偏振光的影响。
3. 研究偏振光的干涉现象。
二、实验仪器及材料1. 两个偏光片2. 一块玻璃板3. 一块亚克力板4. 一束激光光源5. 一个手机屏幕三、实验步骤1. 将一块玻璃板和一块亚克力板插入两个偏光片之间，调整偏光片的方向，观察得到的光的强度变化。
2. 将一个偏光片放置在激光器前，记录得到的光的强度值，并将其称为“I”。
然后将另一个偏光片放在激光光路中，并逐渐旋转它的方向。
记录得到的光的强度值，并将其称为“T”。
3. 将一个手机屏幕放置在两个偏光片之间，逐渐旋转其中一个偏光片的方向。
观察手机屏幕的显示情况。
4. 在两个偏光片之间插入一块玻璃板，然后将其中一个偏光片旋转一定的角度，并记录得到光的强度值。
四、实验结果1. 调整偏光片的方向之后，得到的光的强度会发生变化，实验表明，当两个偏光片的方向垂直时，通过的光线最弱，当两个偏光片的方向相同时，通过光线最强。
2. 在实验过程中，我们发现，当两个偏光片的方向偏离90度时，通过的光线几乎消失。
这说明当光的振动方向被偏振后，只有振动方向与偏振方向一致的光才能通过。
3. 在手机屏幕的观察实验中，我们发现当两个偏光片的方向相同时，手机屏幕显示为亮屏，而当两个偏光片的方向垂直时，手机屏幕显示为黑屏。
这说明手机屏幕与偏振光的作用原理是相似的。
4. 在偏振光的干涉实验中，我们发现，在通过玻璃板的偏振光中，存在两个方向的振动状态，这两个方向的振动状态会互相干涉，导致光线强度的变化。
五、实验结论本次实验通过观察偏振光的传播方式，观察了线偏振器和波片对偏振光的影响，以及研究了偏振光的干涉现象。
光的偏振实验报告
光的偏振实验报告引言：光是一种电磁波，它在传播过程中能够以横波的形式传递能量。
然而，我们发现光还有一个极为重要的性质，那就是偏振。
光的偏振是指光的波动方向相对于其传播方向的定向性。
在本次实验中，我们将探讨光的偏振现象，并通过实验验证相关偏振规律。
实验一：偏振片的特性与使用为了研究光的偏振现象，我们首先使用了一组偏振片。
在这组偏振片中，我们有一个偏振片作为光源，一个偏振片作为分析器，以及一个转轮，用于调节偏振片之间的角度。
我们通过调整这些偏振片的角度，来观察光的透过情况。
我们首先将转轮上的偏振片与光源偏振片之间保持垂直，这时我们发现透过的光线几乎完全消失了。
这是因为光源产生的光线经过第一个偏振片后只有一个具体的偏振方向，而分析器的偏振方向与之相垂直，所以几乎无法透过。
接着，我们逐渐调整转轮上的偏振片角度，当转轮上的偏振片与光源偏振片的偏振方向相同时，我们发现透过的光线最亮。
这是因为两个偏振片的偏振方向相同，所以光线可以完全透过。
当转轮上的偏振片再次与光源偏振片相垂直时，透过的光线再次几乎消失。
通过这组实验，我们可以得出结论：当光线通过两个偏振片时，只有当它们的偏振方向相同时，光线才能够完全透过。
实验二：偏振光的旋转现象在实验一中，我们验证了偏振片的特性与使用方法。
接下来，我们将进一步探讨偏振光的旋转现象。
我们使用了一束线偏振光，并在其传播途中插入了一个旋转片。
通过观察传播后的光线，我们发现它的振动方向发生了改变。
这是因为旋转片具有旋转光线偏振方向的能力，也即光的偏振方向被旋转了一定的角度。
我们进一步调整旋转片的角度，发现当旋转片的旋转方向与偏振光的偏振方向一致时，光线几乎完全透过；但当旋转片的旋转方向与偏振光的偏振方向相垂直时，透过的光线又几乎消失。
这与实验一的结论相符。
通过这组实验，我们了解到，旋转片可以通过改变光线的偏振方向来控制光线的透过情况。
实际上，这也是一些光学仪器中常用的原理。
实验三：马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的重要定律之一。
- 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)。
偏振光实验报告实验1. 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：图1中靠近光源的偏振片1P 为起偏器，设经过1P 后线偏振光振幅为0A （图2所示），光强为I 0。
2P 与1P 夹角为θ,因此经2P 后的线偏振光振幅为θcos 0A A =，光强为θθ20220cos cos I A I ==,此式为马吕斯定律。
实验数据及图形：P 1 P 2 线偏光 单色自然光线偏光 图1 P 1 P 2A 0 A 0cos θ θ 图2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。
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：)cos 1)(2(sin 420δθ-=⊥I I ；当M ∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射光强为：)cos cos sin 2cos sin 21(222220//δθθθθ+-=I I 。
其中θ为波片光轴与M 透振方向的夹角，δ为o 光和e 光的总相位差（同波晶片的厚度成正比）。
改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
当δ=（2k+1）π（1/2波片）时，cos δ=-1，θ22sin 20I I =⊥，出射光强最大，2)21(sin 20//θ-=I I ，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时，cos δ=0，)2(sin 420θI I =⊥,)2sin 2(420//θ-=I I 。
特别地，利用1/4波片我们还可以得到圆偏振光和椭圆偏振光。
当θ=45度时，得到圆偏振光，此时让偏振片N 旋转一周，屏幕上光强不变。
一般情况下，得到的是椭圆偏振光，让偏振片N 旋转一周，屏幕上的光斑“两明两暗”。
实验结果：半波片实验数据表：图3 分振动面干涉装置波片 偏振片 偏振片1/4波片实验数据：结论：线偏振光通过1/4波片后可能变成圆偏振光，椭圆偏振光也有可能仍是线偏振光。
实验3. 旋光效应实验原理：线偏振光通过某些物质的溶液后，偏振光的振动面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。
旋转的角度称为该物质的旋光度。
通常用旋光仪来测量物质的旋光度。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。
当其它条件均固定时，旋光度与溶液浓度C 呈线性关系即C βθ= (5-1)比例常数与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光的波长等有关，C 为溶液的浓度。
物质的旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式表示：[]C l t ⋅=θαλ (5-2)(5-2)式中，右上角的t 表示实验时温度(单位：℃)，是指旋光仪采用的单色光源的波长(单位：nm)，θ为测得的旋光度(0)，l 为样品管的长度(单位：dm)，C 为溶液浓度(单位：g/100mL)。
由(5-2)式可知：偏振光的振动面是随着光在旋光物质中向前进行而逐渐旋转的，因而振动面转过角度θ透过的长度l 成正比。
振动面转过的角度θ不仅与透过的长度l 成正比，而且还与溶液浓度C 成正比[14]。
如果已知待测溶液浓度C 和液柱长度l ，只要测出旋光度θ就可以计算出旋光率。
如果已知液柱长度为l 固定值，可依次改变溶液的浓度C ，就可以测得相应旋光度θ。
并作旋光度与浓度的关系直线θ~C，从直线斜率、液桩长度l及溶液浓度C，可计算出该物质的旋光率；同样，也可以测量旋光性溶液的旋光度θ，确定溶液的浓度C。
旋光性物质还有右旋和左旋之分。
当面对光射来方向观察，如果振动面按顺时针方向旋转，则称右旋物质；如果振动面向逆时针方向旋转，称左旋物质。
测量葡萄糖水溶液的浓度将已经配置好的装有不同的容积克浓度(单位：g/100mL)的葡萄糖。
水溶液的样品管放到样品架上，测出不同浓度C下旋光度值。
并同时记录测量环境温度和记录激光波长葡萄糖水溶液的浓度配制成C0、C/2、C/4、C/8，0(纯水，浓度为零)，共5种试样，浓度C0取30%左右为宜。
分别将不用浓度溶液注入相同长度的样品试管中。
测量不同浓度样品的旋光度(多次测量取平均)。
用最小二乘法对旋光度、溶液浓度进行直线拟合(可以将C作为1个单位考虑)，计算出葡萄糖的旋光率。
也可以以溶液浓度为横坐标，旋光度为纵坐标，绘出葡萄糖溶液的旋光直线，由此直线斜率代入公式(5-2)，求得葡萄糖的旋光率t650] [。
数据记录及处理图形：实验4. 光弹效应光弹性试验是应用光学方法研究受力构件中应力分布情况的试验，在光测弹性仪上进行，先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型，受力后，以偏振光透过模型，由于应力的存在，产生光的暂时双折射现象，再透过分析镜后产生光的干涉，在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象，根据它即可推算出构件内的应力分布情况，所以这种方法对形状复杂的构件尤为适用。
光弹性实验方法是一种光学的应力测量方法，因为测量是全域性的，所以具有直观性强，能有效而准确地确定受力模型各点的主应力差和主应力方向，并能计算出各点的主应力数值。
尤其对构件应力集中系数的确定，光弹性试验法显得特别方便和有效。
工程实际中有很多构件，例如工业中的各种机器零件，它们的形状很不规则，载荷情况也很复杂，对这些构件的应力进行理论分析有时非常困难，往往需要实验的方法来解决，光弹性试验就是其中比较直观有效的一种解决方法。
实验原理光弹性试验是应用光学方法研究受力构件中应力分布情况的试验，在光测弹性仪上进行，先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型，受力后，以偏振光透过模型，由于应力的存在，产生光的暂时双折射现象，再透过分析镜后产生光的干涉，在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象，根据它即可推算出构件内的应力分布情况，所以这种方法对形状复杂的构件尤为适用。
图1 光弹性试验的光学效应示意图如图1所示，自然光通过偏振器成为平面偏振光（在A1平面中），平面偏振光垂直地射在模型上某一O 点，如果模型未受力，则光线通过后并无改变，但如果O 点有应力，这时将出现暂时双折射现象，如果图O 点的二个主应力1σ和2σ方向已知，则平面偏振光通过受力模型O 点后，分解成二个与1σ及2σ方向一致的平面偏振光，二者之间产生一光程差δ，光程差与主应力差（1σ-2σ）及模型厚度t 成正比，即：)21(σσδ-=kt式中k 为光学常数，与模型材料及光的性质有关。
分解了的二束光线通过分析器后重新在BB 平面内振动，这样就产生光的于涉现象。
我们知道由分析器出来的光线强度π)/(2sin )2(2sin λπδαI I =其中λ为光的波长，I 为偏振器与模型间偏振光的强度，α为偏振平面A1与主应力1σ的夹角。
由上式可见，光强I 为零时有以下四种情况：① I=0，这与实际情况不符，因为只有在无光源时I 才会是零。
② δ=0，由公式)21(σσδ-=kt 可知（1σ-2σ）=0，即1σ=2σ，符合这些条件的点称为各向同性点。
如果1σ=2σ=0则称为零应力点，这种点在模型上皆为黑点（因为光强等于零），例如纯弯曲梁上中性轴上各点1σ=2σ=0，故模型中性层处为一条黑线。
③sin(2α)=0，即α=n π/2(n=0,1,2,3……)这说明模型上某点主应力方向与偏振镜光轴重合，模型上也呈黑点，这类黑点构成的连续黑线称为等倾线，等倾线上各点的主应力方向都相同，而且偏振镜光轴的方向也就是主应力的方向。
④0/sin =λπδ，以公式)21(σσδ-=kt 代人，则0)21()/sin(=-σσλπkt ，于是可得kt n /21λσσ=-图 2 圆偏振光场示意图t nf /21=-σσ (n=0,1,2,3……)上式表明，当模型中某点的主应力差值为f/t 的整数倍时，则此点在模型上呈黑点，当主应力差为f/t 的某同一整数倍的各个暗点，构成连续的黑线称为等差线（在此线上各点的主应力差均相等）。
由于应力分布的连续性，等差线不仅是连续的，而且它们之间还按一定的次序排列，对应于n=l的等差线称为一级等差线或称一级条纹，对应于n=2的等差线称为二级等差线或二级条纹，依次类推，其中n称为条纹序数，以上是根据光源用单色光讲的。
如果光源用白光，则模型上具有相同主应力差的各点则形成颜色相同的光带，所以这时的等差线又称为等色线。
由以上讨论可知，根据模型中出现的各向同性点、零应力点、等倾线、等差线（等色线），借助于一些分析计算，就能求出模型中各点应力的大小和方向。
从上述基本原理可知，在使用单色光源时，等倾线与等差线都呈黑色，不易辨认，为了消除等倾线以获得清晰的等差线图，在光弹性仪两偏振镜之间装上二块1／4波长片，形成圆偏振光场，可把等倾线消除，只剩下等差线，圆偏振光场如图2所示。
图3-1 对径受压圆盘等差线图图3-2 对径受压圆盘等倾线图观察对径受压圆盘的等差线和等倾线，分别如图3-1和3-2所示。
准备实验：光路调节先将光源、起偏器、检偏器、白屏依次放在导轨上，打开白光光源，仔细调节各个器件的高度，使得整个光路高度比较合适。
先确定起偏器为任意偏振方向，然后调节检偏器偏振方向，使其正交，即通过两个偏振片后的光强为最弱。
然后调整两个偏振片的距离。
观察实验1：观察光弹材料光弹特性将光弹材料放入已经调整好偏振方向的两偏振片中间，调节光弹材料的高度为合适。
观察此时白屏的图像。
然后拧紧光弹材料固定架上端的螺母，给光弹材料施加应力，观察此时白屏的图像，注意等差线（等色线）和等倾线的出现。
本实验为验证性试验，没有试验数据。
在观察过程中出现实验现象即可。
实验5. 电光调制实验【实验目的】1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法；2、学会用实验装置测量晶体的半波电压，绘制晶体特性曲线，计算电光晶体的消光比和透射率。
【仪器和装置】电光调制实验系统由光路与电路两大单元组成，如图1所示：图1 电光调制实验系统结构【实验原理】某些晶体在外加电场的作用下，其折射率随外加电场的改变而发生变化的现象称为电光效应，利用这一效应可以对透过介质的光束进行幅度，相位或频率的调制，构成电光调制器。