偏振光实验报告
光偏振现象的实验报告

光偏振现象的实验报告光偏振现象的实验报告引言:光是一种电磁波,具有波动性和粒子性。
在自然界中,我们经常观察到光的偏振现象,即光波的振动方向在特定的方向上发生偏离。
本实验旨在通过实际操作,观察和研究光的偏振现象,并探索其背后的物理原理。
实验材料与仪器:1. 光源:白炽灯2. 偏振片:线性偏振片、圆偏振片3. 透光物体:透明塑料片、玻璃片4. 光屏:白色光屏5. 光学台和支架6. 透镜实验步骤:1. 实验一:观察线性偏振光的现象a. 将白炽灯放置在光学台上,并打开电源,确保光源稳定。
b. 在光源和白色光屏之间放置一个线性偏振片,并调整偏振片的方向,观察光在白色光屏上的表现。
c. 旋转线性偏振片,观察光的亮度变化。
2. 实验二:观察圆偏振光的现象a. 将白炽灯放置在光学台上,并打开电源,确保光源稳定。
b. 在光源和白色光屏之间放置一个圆偏振片,并调整偏振片的方向,观察光在白色光屏上的表现。
c. 旋转圆偏振片,观察光的亮度变化。
3. 实验三:观察透光物体对光的偏振的影响a. 将白炽灯放置在光学台上,并打开电源,确保光源稳定。
b. 在光源、白色光屏和透光物体之间放置一个线性偏振片,并调整偏振片的方向,观察光在白色光屏上的表现。
c. 更换透光物体,如透明塑料片或玻璃片,重复步骤b,观察光的亮度变化。
实验结果与讨论:1. 实验一的结果表明,当线性偏振片的方向与光的振动方向垂直时,光在白色光屏上的亮度最低;当二者平行时,光的亮度最高。
这说明线性偏振片可以选择性地阻挡特定方向上的光振动。
2. 实验二的结果显示,圆偏振片可以将线偏振光转化为圆偏振光。
当圆偏振片的方向与光的振动方向相同时,光在白色光屏上的亮度最高;当二者垂直时,光的亮度最低。
3. 实验三的结果表明,透光物体对光的偏振有一定的影响。
不同的透光物体对光的偏振方向有不同的选择性吸收作用,从而导致光在白色光屏上的亮度变化。
结论:通过本次实验,我们观察到了光的偏振现象,并了解了线性偏振片和圆偏振片对光的影响。
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。
光的偏振物理实验报告

光的偏振物理实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象,加深对光的偏振基本概念的理解。
2、学习使用偏振片来产生和检验偏振光。
3、测量布儒斯特角,并验证布儒斯特定律。
二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波,其电场和磁场的振动方向垂直于光的传播方向。
一般情况下,光的振动方向是随机的,这种光称为自然光。
如果光的振动方向在某个特定方向上具有优势,这种光称为部分偏振光。
当光的振动方向完全固定在一个方向上时,称为完全偏振光,又分为线偏振光和圆偏振光。
2、偏振片偏振片是一种只允许特定方向振动的光通过的光学元件。
其工作原理是基于晶体的二向色性,即某些晶体对不同方向振动的光吸收程度不同。
3、布儒斯特定律当自然光在两种介质的分界面上发生反射和折射时,反射光和折射光都成为部分偏振光。
当入射角等于某一特定角度时,反射光成为完全偏振光,其振动方向垂直于入射面,这个角度称为布儒斯特角,满足以下定律:\\tan \theta_B =\frac{n_2}{n_1}\其中,\(\theta_B\)为布儒斯特角,\(n_1\)和\(n_2\)分别为两种介质的折射率。
三、实验仪器1、光源(钠光灯)2、起偏器(偏振片)3、检偏器(偏振片)4、玻璃堆5、光具座6、白屏四、实验内容与步骤1、观察光的偏振现象(1)打开钠光灯,让光线通过起偏器,旋转起偏器,观察白屏上光强的变化。
(2)在起偏器后加上检偏器,旋转检偏器,观察光强的变化,并记录消光位置。
2、验证马吕斯定律(1)将起偏器和检偏器的偏振化方向调到夹角为\(0^{\circ}\),记录此时的光强\(I_0\)。
(2)逐渐增大两偏振片的夹角\(\theta\),每隔\(10^{\circ}\)记录一次光强\(I\)。
(3)根据马吕斯定律\(I = I_0 \cos^2 \theta\),绘制\(I \cos^2 \theta\)关系曲线。
3、测量布儒斯特角(1)将玻璃堆放在光具座上,让钠光灯的光线以一定角度入射到玻璃堆上。
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。
光的偏振 实验报告

光的偏振实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象,加深对偏振概念的理解。
2、了解偏振片的特性,掌握产生和检验偏振光的方法。
3、测量布儒斯特角,验证布儒斯特定律。
二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波,其电场矢量和磁场矢量相互垂直且都垂直于光的传播方向。
一般情况下,光的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内的取向是随机的,这种光称为自然光。
如果光的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内只沿某一固定方向振动,则称其为线偏振光。
还有部分偏振光和椭圆偏振光等偏振态。
2、偏振片偏振片是一种只允许某一方向的光振动通过的光学元件。
其透振方向就是允许光振动通过的方向。
当自然光通过偏振片时,只有与透振方向平行的光振动分量能够通过,从而得到线偏振光。
3、布儒斯特定律当自然光在两种介质的分界面上反射和折射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光。
当入射角满足一定条件时,反射光将成为完全偏振光,其振动方向垂直于入射面,这个入射角称为布儒斯特角,用θB表示。
布儒斯特定律为:tanθB = n2 / n1 ,其中 n1 和 n2 分别为两种介质的折射率。
三、实验仪器光源(钠光灯)、起偏器(偏振片)、检偏器(偏振片)、光具座、玻璃片、刻度盘等。
四、实验步骤1、调节仪器将光源、起偏器、检偏器依次安装在光具座上,使其共轴。
调节起偏器和检偏器的透振方向,使其初始时平行。
2、观察偏振现象打开光源,旋转检偏器,观察透过检偏器的光强变化。
可以发现,当检偏器的透振方向与起偏器的透振方向平行时,光强最强;当两者透振方向垂直时,光强最弱,几乎为零。
这表明通过起偏器得到的线偏振光,其振动方向是固定的。
3、测量布儒斯特角在光具座上放置一块玻璃片,使自然光以一定角度入射到玻璃片表面。
旋转检偏器,使反射光消光(光强最弱),此时入射角即为布儒斯特角。
测量此时的入射角,并记录下来。
4、验证布儒斯特定律已知钠光灯发出的光在空气中的波长λ,以及玻璃片的折射率 n2,根据布儒斯特定律计算理论上的布儒斯特角。
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实 验 报 告学生姓名: 学 号: 指导教师: 实验地点: 实验时间:一、实验室名称:偏振光实验室 二、实验项目名称:偏振光实验 三、实验学时: 四、实验原理:光波的振动方向与光波的传播方向垂直。
自然光的振动在垂直与其传播方向的平面内,取所有可能的方向;某一方向振动占优势的光叫部分偏振光;只在某一个固定方向振动的光线叫线偏振光或平面偏振光。
将非偏振光(如自然光)变成线偏振光的方法称为起偏,用以起偏的装置或元件叫起偏器。
(一)线偏振光的产生1.非金属表面的反射和折射光线斜射向非金属的光滑平面(如水、木头、玻璃等)时,反射光和折射光都会产生偏振现象,偏振的程度取决于光的入射角及反射物质的性质。
当入射角是某一数值而反射光为线偏振光时,该入射角叫起偏角。
起偏角的数值α与反射物质的折射率n 的关系是:n=αtan (1)称为布如斯特定律,如图1所示。
根据此式,可以简单地利用玻璃起偏,也可以用于测定物质的折射率。
从空气入射到介质,一般起偏角在53度到58度之间。
非金属表面发射的线偏振光的振动方向总是垂直于入射面的;透射光是部分偏振光;使用多层玻璃组合成的玻璃堆,能得到很好的透射线偏振光,振动方向平行于入射面的。
图 1 图 22.偏振片分子型号的偏振片是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构的分子,这些分子平行地排列在同一方向上。
这种胶膜只允许垂直于分子排列方向的光振动通过,因而产生线偏振光,如图2所示。
分子型偏振片的有效起偏范围几乎可达到180度,用它可得到较宽的偏振光束,是常用的起偏元件。
图 3鉴别光的偏振状态叫检偏,用作检偏的仪器叫或元件叫检偏器。
偏振片也可作检偏器使用。
自然光、部分偏振光和线偏振光通过偏振片时,在垂直光线传播方向的平面内旋转偏振片时,可观察到不同的现象,如图3所示,图中(α)表示旋转P ,光强不变,为自然光;(b )表示旋转P ,无全暗位置,但光强变化,为部分偏振光;(c )表示旋转P ,可找到全暗位置,为线偏振光。
(二)圆偏振光和椭圆偏振光的产生线偏振光垂直入射晶片,如果光轴平行于晶片的表面,会产生比较特殊的双折射现象。
这时,非常光e 和寻常光o 的传播方向是一致的,但速度不同,因而从晶片出射时会产生相位差d n ne )(20-=λπδ (2)式中0λ表示单色光在真空中的波长,o n 和e n 分别为晶体中o 光和e 光的折射率,d 为晶片厚度。
1.如果晶片的厚度使产生的相位差1(21)2k δπ=+,k =0,1,2,…,这样的晶片称为1/4波片,其最小厚度为0min 4()o e d n n λ=-。
线偏振光通过1/4波片后,透射光一般是椭圆偏振光;当α=π/4时,则为圆偏振光;当0=α或π/2时,椭圆偏振光退化为线偏振光。
由此可知,1/4波片可将线偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光;反之,它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成线偏振光。
2.如果晶片的厚度使产生的相差πδ)12(+=k ,k =0,1,2,…,这样的晶片称为半波片,其最小厚度为0min 2()o e d n n λ=-。
如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α,则通过半波片后的光仍为线偏振光,但其振动面相对于入射光的振动面转过α2角。
3. 如果晶片的厚度使产生的相差2k δπ=,k =1,2,3,…,这样的晶片称为全波片,其最小厚度为min o ed n n λ=-。
从该波片透射的光为线偏振光。
(三)线偏振光通过检偏器后光强的变化强度为0I 的线偏振光通过检偏器后的光强θI 为θθ20cos I I = (3)式中,θ为线偏振光偏振面和检偏器主截面的夹角,(3)式为马吕斯(Malus )定律,它表示改变角可以改变透过检偏器的光强。
当起偏器和检偏器的取向使得通过的光量极大时,称它们为平行(此时θ= 00)。
当二者的取向使系统射出的光量极小时,称它们为正交(此时θ= 900)。
(四)布儒斯特角光线斜射向非金属介质的表面,当入射角是某一数值时,其反射光为线偏振光,该入射角叫起偏角,又称布儒斯特角。
以自然光入射两种介质的界面,其反射光和折射光通常都是部分偏振光。
五、实验目的:(一)理解光的各种偏振特性;(二)学会鉴别圆偏振光、线偏振光、椭圆偏振光和部分偏振光; (三)验证马吕斯定律;(四)通过测布儒斯特角求材料的相对折射率。
六、实验内容:(一)观察起偏和消光现象;(二)鉴别圆偏振光、线偏振光、椭圆偏振光和部分偏振光; (三)验证马吕斯定律;(四)了解1/4波片和1/2波片的作用;(五)通过测布儒斯特角求材料的相对折射率。
七、实验器材(设备、元器件):半导体激光器1个,具有测量垂直旋转角度功能的偏振片2个、1/4波片1个和1/2波片1个,带底座玻片1个,布儒斯特角专用旋转工作台和转动支架1个,普通光具座若干,光学导轨(两组合用)1条,光强传感器和相对光强测量仪1套。
八、实验步骤:进行以下操作时,应保证激光束与光学导轨平行,且激光束垂直穿过所有镜片的圆心,到达传感器的中心。
(一)观察起偏和消光现象。
1.起偏:将激光投射到屏上,在激光束中插入一偏振片,使偏振片在垂直于光束的平面内转动,观察透过光强的变化,并据此判断激光束(光源)的偏振情况。
12/nn tg =α2.消光:在第一片偏振片和屏之间加入第二块偏振片,将第一块固定,转动第二块偏振片,观察现象,能否找到一个消光位置,此时两偏振片的位置关系怎样?(二)验证马吕斯定律数据记录表见表1−1。
首先在光源后放上P1,使激光束垂直通过P1中心,旋转P1使光强最强(光电流的读数应在200−1500之间),记下P1的角度坐标,再在P1之后加入P2,使光线垂直通过P2中心,旋转P2到透过之光最强,记下P2的度数,此时P1和P2的夹角为θ=0°或180°,保持P1不动,旋转P2,每隔10°记录一次对应的光强值Iθ,直到旋转180°。
注意光强测试仪的读数与光强成线性关系,但没有定标,Iθ不代表绝对光强,可以不写单位。
(三)1/4波片和1/2波片的作用1.1/4波片的作用:数据记录及分析表见表1−2。
保持P1不动,记下P1的度数,旋转P2到看到消光现象,记下P2的度数,然后在P1、P2之间插入1/4波片C1,并使C1转动到再次出现消光现象,记下此时C1的度数,然后使C1由消光位置分别再转过15°、30°、45°、60°、75°、90°时,每次都将P2逐步旋转360°,观察其间光强的变化情况,试问能看到几次光强极大和极小的现象?各次之间有无变化?为什么?并说明各次由C1透出光的偏振性质。
2.1/2波片的作用数据记录表见表1−3。
保持P1不动,记下P1的度数,旋转P2到看到消光现象。
(1)在P1和P2之间插入一个1/2波片,将此波片旋转360°,能看到几次消光?(2)将1/2波片任意转过一个角度,破坏消光现象,再将P2旋转360°,能看到几次消光?(3)改变1/2波片的光轴与激光通过P1后偏振方向之间夹角θ的数值,使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°,把P2旋转360°寻找消光位置,记录相应的角度θp2,解释上面实验结果,并由此总结出1/2波片的作用。
射率要测量玻璃的相对折射率,首先要测出空气中平面玻璃的布儒斯特角。
为此,必须在光具座上安装旋转工作台和转动支架。
参考图1−1,具体步骤如下:1.在光具座上装一个移动座,其后再放入专用移动座,并把旋转支架装到专用移动座上,再把旋转工作台装入到专用移动座上,把接收屏装入旋转支架的末端,把偏振片装在工作台与接收屏之间。
2.在移动座上装上光源。
并调整反射光、偏振片光轴、接收器光轴在同一平面内。
3.将平面玻璃样品置于旋转工作台中心,并使反射面通过旋转中心,并用压片把样品砖固定。
使反射面垂直于入射光,读下此时工作台度数i o 。
转动载物台以改变入射角,致使反射光为线偏振光,即旋转接收屏前的偏振片时会出现消光现象,读下此时旋转工作台的度数i 1,记录到表1−4。
重复3次,取i 1平均值。
4.0i i i l -=,i 为所测得布儒斯特角。
由此公式求出相对折射率:tg i =n 2/n 1n 2=n 1·tg i式中 n 2为要求的相对折射率, n 1为空气的折射率,值为1。
(n 1是多少位有效数字?)九、实验数据及结果分析:(一)观察起偏和消光现象(1)起偏:在激光束中插入一偏振片,3600旋转偏振片,观察透过光强几乎看不出明暗变化,根据光源判断已起偏得到偏振光。
(2)消光:在第一片偏振片和屏之间加入第二块偏振片,3600转动第二块偏振片,观察透过光强有2次消光,2次最强的现象,在消光位置,此时两偏振片的位置相互垂直。
0计算cos 2θ值绘制出I θ—θ和I θ—cos 2θ曲线图,并分析曲线的含义。
光电流I θ和P 1和P 2之间的夹角θ的关系图从图中可以看出光电流I θ随着θ有小变大其值由最大变为零又变为最大,变化形式为余弦函数关系。
光电流I θ与cos 2θ关系图由2cosθ—I θ可知道2cos θ与I θ成线性关系。
(三)1/4波片的作用o P 01= o P 5.922= o C 9041=波片λ1C 由消光位置分别再转过 o 0 o 15 o 30 o 45 o 60 o 75 o 90θ/度 I θI θI θcos 2θ答:1/4波片可将线偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光;反之,它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成线偏振光 (四)1/2波片的作用1.在P 1和P 2之间插入一个1/2波片,将此波片旋转3600,能看到几次消光?请加以解释。
答:能看到四次消光。
如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α,则通过半波片后的光仍为线偏振光,但其振动面相对于入射光的振动面转过α2角。
2.将1/2波片任意转过一个角度,破坏消光现象,再将P 2旋转3600,又能看到几次消光?为什么?答:能看到两次消光。
如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α,则通过半波片后的光仍为线偏振光,但其振动面相对于入射光的振动面转过α2角。
3.改变1/2波片的快(或慢)轴与激光振动方向之间夹角θ的数值,使其分别为150、300、450、600、750、900,旋转P 2到消光位置,记录相应的角度θp2。
000解释上面实验结果,并由此总结出1/2波片的作用。
答:如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α,则通过半波片后的光仍为线偏振光,不改变入射光的偏振性质,但其振动面相对于入射光的振动面转过α2角。