大学物理实验报告 偏振光
【大学物理实验(含 数据+思考题)】偏振光的特性研究实验报告
实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的（1）了解自然光和偏振光的定义及特性。
（2）观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。
（3）了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。
二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等）。
三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光：由普通光源所发射的光波，在光的传播方向上，任意一个场点，光矢量既有空间分布的均匀，又有时间分布的均匀性。
偏振光：光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。
部分偏振光：光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。
平面偏振光：光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。
圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向，但大小不变，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。
椭圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量即改变它的大小，又以一定的角速度转动它的方向，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。
2.偏振光的产生及检验方法（1）平面偏振光的产生和检验方法：产生：本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。
偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的，这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领，当自然光入射到这些晶体上时，透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上，形成了平面偏振光。
检验：线性偏振光通过检偏器后，按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器，透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时，透射光的强度最大，当α= (π/2)/(3π/2)时，透射光的强度为0，出现消光现象。
所以偏振器旋转一周，透射光的强度将发生强弱变化，并且消光两次，根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。
（2）椭圆和圆偏振光的产生和检验方法：产生：波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。
双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
偏振光实验报告
偏振光实验报告
本次实验是一项关于偏振光的研究。
偏振光是指在垂直于光传播方向上的电场振动方向只有一个方向的光波。
本实验主要从两个方面来研究偏振光：一是光的偏振现象，二是光的旋光现象。
一、光的偏振现象
我们首先进行的是偏振片实验。
偏振片是一种具有特殊的光学性质的物质，能将不同方向的光进行筛选，从而使得只有同一方向的光通过。
我们使用的是经典的红色偏振片，可以将水平方向上的光进行拦截，从而只留下垂直方向上的光通过。
实验中，我们将偏振片放置在无光的状态下，随后将偏振片转动，可以发现当偏振片的传播方向与光的传播方向垂直时，光线通过的亮度很低，而当二者同方向时，光线通过的亮度则很高。
这就证明了偏振片筛选的光线是具有明显的偏振性质的。
二、光的旋光现象
旋光是指光在经过某些物质之后，偏振方向发生了旋转。
本实验中，我们使用了糖水作为实验样品，这是因为糖水中的葡萄糖分子可以使得光的偏振面发生旋转。
在实验中，我们首先在相应的长度的测量管中加入糖水，然后将两块偏振片放在糖水流经的位置。
接着，我们可以发现当两块偏振片的传播方向不同时，糖水流经后的光线出现了偏振方向的旋转，从而两块偏振片之间的亮度会发生变化。
我们可以利用这种变化来计算出糖水中葡萄糖分子的旋光程度。
结论
通过本次实验，我们深入了解了光的偏振现象和旋光现象。
在实际应用中，偏振光广泛地应用于显示器、激光器等光学领域，而旋光则在食品工业、医药领域等具有重要的应用。
通过对于这些光学现象的深入研究，我们将有更多的机会深入应用到实际问题中，为人类社会的进步做出更大的贡献。
光的偏振物理实验报告
光的偏振物理实验报告光的偏振物理实验报告引言：光是一种电磁波，具有电场和磁场的振荡性质。
在自然界中，光的传播方向通常是无规则的，这种光称为非偏振光。
然而，通过一系列的物理实验，我们可以将非偏振光转化为偏振光，从而研究光的偏振性质。
本实验旨在通过实际操作，观察和分析光的偏振现象，并探索其在物理学中的应用。
实验一：偏振片的特性在这个实验中，我们使用了偏振片来观察光的偏振现象。
偏振片是一种具有特殊结构的光学元件，可以选择性地允许某个方向的光通过，而阻挡其他方向的光。
我们将偏振片放置在光源和屏幕之间，通过调整偏振片的方向，可以观察到光的强度的变化。
结果表明，当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，光的强度最小，几乎无法透过偏振片。
而当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，光的强度最大，几乎全部透过偏振片。
这表明，偏振片可以选择性地让特定方向的光通过，从而实现光的偏振。
实验二：双折射现象双折射是光在某些晶体中传播时发生的现象，其中光的传播速度因晶体的结构而异。
我们使用了一块双折射晶体（例如石英晶体）来观察这一现象。
将光源照射到双折射晶体上，我们可以看到光线被分成两束，分别沿着不同的方向传播。
这是因为在双折射晶体中，光的传播速度在不同方向上有所差异。
这导致了光的折射方向发生变化，从而形成了两束光线。
这种双折射现象在光学仪器制造和光学通信中具有重要的应用价值。
实验三：偏振光的旋光性质在这个实验中，我们使用了旋光片来研究偏振光的旋光性质。
旋光片是一种光学元件，可以使光线的偏振方向发生旋转。
我们将旋光片放置在光源和偏振片之间，通过调整旋光片的角度，可以观察到光的偏振方向的旋转。
结果表明，旋光片可以使光的偏振方向发生旋转。
这是由于旋光片的特殊结构导致光的传播速度在不同方向上有所差异，从而引起光的旋转现象。
这种旋光性质在化学分析和制药工业中有广泛的应用。
实验四：偏振光的干涉现象在这个实验中，我们使用了干涉仪来观察偏振光的干涉现象。
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。
大学物理偏振光实验报告
大学物理偏振光实验报告大学物理偏振光实验报告引言：偏振光是光波在传播过程中振动方向固定的光波，其振动方向与传播方向垂直。
在本次实验中，我们将通过一系列实验来研究偏振光的性质和应用。
通过实验，我们将探索偏振光在介质中的传播规律、偏振片的工作原理以及偏振光的应用。
实验一：偏振片的特性研究在这个实验中，我们将使用偏振片来研究偏振光的特性。
首先，我们将光源调整到最亮的状态，然后将一个偏振片放在光源前方。
随着我们旋转偏振片，我们会观察到光的强度发生变化。
这是因为偏振片只允许特定方向的光通过，其他方向的光被滤除掉。
通过旋转偏振片，我们可以改变通过偏振片的光的振动方向，从而改变光的强度。
实验二：马吕斯定律的验证在这个实验中，我们将验证马吕斯定律，即入射光的偏振方向与透射光的偏振方向之间的关系。
我们将使用一个偏振片作为偏振器，一个偏振片作为分析器。
我们将调整偏振器的角度，观察透射光的强度变化。
根据马吕斯定律，当偏振器和分析器的偏振方向相同时，透射光的强度最大；当两者的偏振方向垂直时，透射光的强度最小。
通过实验，我们可以验证这一定律。
实验三：双折射现象的观察在这个实验中，我们将研究双折射现象。
我们将使用一块具有双折射性质的晶体，如石英晶体。
当将光线通过这块晶体时，我们会观察到光线分裂成两束，这是因为晶体中存在两个不同的折射率。
我们可以调整入射光的角度和晶体的厚度，观察到不同的双折射现象，如双折射光线的偏振状态和双折射光线的干涉等。
实验四：偏振光的应用在这个实验中，我们将研究偏振光的应用。
首先，我们将使用偏振片来解析光源中的偏振光，从而得到纯净的偏振光。
然后，我们将使用偏振光来研究材料的光学性质，如透射率和反射率。
通过调整偏振光的偏振方向和入射角度，我们可以得到不同的光学性质数据，从而深入了解材料的光学特性。
结论：通过这一系列的实验，我们深入研究了偏振光的性质和应用。
我们通过验证马吕斯定律，了解了入射光和透射光的偏振方向之间的关系。
大学物理实验偏振光实验报告
大学物理实验偏振光实验报告大学物理实验偏振光实验报告引言：偏振光是一种特殊的光，它的电场振动方向只在一个平面上，与普通光的电场振动方向不同。
在大学物理实验中，我们进行了偏振光实验，通过观察光的偏振现象，深入了解了光的性质和行为。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和分析。
实验目的：1.了解光的偏振现象和特性；2.学习使用偏振片和偏振片组成的光学器件；3.观察偏振光的现象，验证马吕斯定律。
实验原理：偏振光的产生可以通过偏振片实现，偏振片是一种能够选择性地通过特定方向振动的光的光学器件。
当普通光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的光能够通过，垂直于振动方向的光则被阻止通过。
这样，就可以将普通光转换为偏振光。
实验步骤：1.准备实验所需材料：偏振片、光源、光屏、旋转台等；2.将光源放置在旋转台上，使其射出的光通过偏振片；3.调整旋转台，观察光通过偏振片后的变化；4.在光屏上观察光的强度分布；5.旋转偏振片，观察光的强度变化。
实验结果：通过实验观察，我们得到了以下结果：1.当偏振片与光源之间的角度为0°或180°时，光通过偏振片的强度最大；2.当偏振片与光源之间的角度为90°或270°时，光无法通过偏振片；3.在其他角度下，光通过偏振片的强度介于最大值和最小值之间；4.旋转偏振片，光的强度会随之变化。
实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.偏振片具有选择性地通过特定方向振动的能力，只有与振动方向平行的光能够通过；2.当光通过偏振片时，光的强度会随着偏振片与光源之间的角度变化而变化；3.马吕斯定律指出，通过两个偏振片的光强度与两个偏振片之间的角度有关，光强度最大时，两个偏振片的角度相同或相差180°，光强度最小时，两个偏振片的角度相差90°或270°。
结论：通过本次偏振光实验，我们深入了解了偏振光的性质和行为。
偏振光实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对其规律的认识。
2. 了解产生和检验偏振光的光学元件及光电探测器的工作原理。
3. 掌握光路准直的调节方法。
4. 掌握极坐标作图方法。
5. 掌握光的偏振态（自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光）的鉴别方法以及相互的转化。
二、实验原理光波是一种电磁波，其振动方向与传播方向垂直。
自然光是由许多不同振动方向的电磁波组成的，而偏振光则是具有特定振动方向的光。
1. 自然光与偏振光：自然光中，光矢量在垂直于传播方向的平面内可以有不同的振动方向。
当光矢量保持在固定平面上振动时，这种振动状态称为平面振动态，此时的光称为线偏振光。
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。
2. 偏振片的原理：偏振片是一种人造偏振元件，利用二向色性获得偏振光。
当自然光通过偏振片时，只允许特定振动方向的光通过，从而获得偏振光。
3. 马吕斯定律：当线偏振光通过偏振片时，其透射光的强度与入射光强度、偏振片透振方向的夹角之间存在一定的关系，即马吕斯定律。
4. 双折射现象：当一束光射入到光学各向异性的介质时，折射光往往有两束，这种现象称为双折射现象。
三、实验仪器1. 偏振光源2. 偏振片3. 检偏器4. 光电探测器5. 望远镜6. 毫米刻度尺7. 数据采集系统四、实验步骤1. 观察自然光：将偏振光源打开，通过望远镜观察自然光，观察其光斑。
2. 观察偏振光：将偏振片放置在光源与望远镜之间，通过望远镜观察光斑的变化，观察偏振光的特点。
3. 观察马吕斯定律：将检偏器放置在偏振片与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证马吕斯定律。
4. 观察双折射现象：将检偏器放置在双折射介质与望远镜之间，调节检偏器的角度，观察透射光的强度变化，验证双折射现象。
5. 观察光的偏振态：将椭圆偏振光和圆偏振光分别通过偏振片和检偏器，观察光斑的变化，鉴别光的偏振态。
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大学物理实验报告偏振光
大学物理实验报告：偏振光
引言
在物理学中，光是一种电磁波，它的振动方向可以是任意的。
然而，当光通过
特定的材料或经过特定的处理后，它的振动方向会被限制在一个特定的方向上，这种光称为偏振光。
偏振光在现代科技中有着广泛的应用，例如液晶显示屏、
偏振墨镜等。
本次实验旨在通过实际操作和测量，深入了解偏振光的特性和相
关原理。
实验一：偏振片的特性
实验一旨在研究偏振片的特性。
我们使用了一束白光，通过一系列偏振片，观
察光的强度变化。
首先，我们将一片偏振片放在光源前方，并调整偏振片的方向。
我们观察到，
当偏振片的方向与光的振动方向垂直时，光的强度最小；而当偏振片的方向与
光的振动方向平行时，光的强度最大。
这表明偏振片可以选择性地通过特定方
向的光，而阻挡其他方向的光。
接下来，我们在光源后方再放置一片偏振片，并将其方向与前一片偏振片的方
向垂直。
我们发现，光的强度几乎为零，无法通过第二片偏振片。
这是因为第
一片偏振片已经选择性地通过了特定方向的光，而第二片偏振片的方向与通过
的光垂直，导致光无法通过。
实验二：马吕斯定律的验证
实验二旨在验证马吕斯定律，即光的振动方向在经过偏振片后会发生旋转。
我们使用了一束偏振光，并在光路中加入了一片旋转的偏振片。
通过调整旋转
偏振片的角度，我们观察到光的强度发生了周期性的变化。
这说明光的振动方
向在经过旋转偏振片后发生了旋转。
进一步实验表明，当旋转偏振片的角度为90°时，光的强度最小；而当旋转偏
振片的角度为0°或180°时，光的强度最大。
这与马吕斯定律的预期结果一致。
实验三：马吕斯定律的应用
实验三旨在利用马吕斯定律，实现光的偏振和解偏振。
我们使用了一束偏振光，并在光路中加入了一片旋转的偏振片。
通过调整旋转
偏振片的角度，我们可以改变光的偏振方向。
然后，我们加入一片固定方向的
偏振片，将光通过。
我们观察到，当旋转偏振片的角度与固定偏振片的方向垂
直时，光无法通过；而当旋转偏振片的角度与固定偏振片的方向平行时，光可
以通过。
这说明通过适当选择旋转偏振片的角度，我们可以实现光的偏振和解偏振，从
而控制光的传播方向和强度。
结论
通过本次实验，我们深入了解了偏振光的特性和相关原理。
我们验证了马吕斯
定律，并观察到光的偏振和解偏振现象。
偏振光在现代科技中有着广泛的应用，例如在液晶显示屏中，通过控制偏振光的方向和强度，实现图像的显示。
这些
应用都离不开对偏振光特性的深入研究和理解。
在今后的学习和研究中，我们将进一步探索偏振光的应用领域，并深入研究其
在光学和电磁学中的重要性。
通过不断拓展我们的知识和实践能力，我们将为
科学技术的发展做出更大的贡献。