偏振光学实验报告
光偏振实验的实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解。
2. 掌握偏振片和波片的工作原理。
3. 验证马吕斯定律，了解偏振光在不同角度下的光强变化。
4. 学习使用偏振光相关仪器，如偏振片、波片和分光计等。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
在光的传播过程中，光矢量的振动方向可以发生改变，形成偏振光。
偏振光是指光矢量的振动方向在某一特定平面内振动的光。
本实验中，我们使用偏振片和波片来观察和验证偏振光的相关现象。
偏振片可以使自然光变为线偏振光，而波片可以改变光的偏振态。
根据马吕斯定律，当线偏振光通过偏振片或波片时，其光强与偏振片或波片的透振方向与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角有关。
三、实验仪器与用具1. 偏振片2. 波片3. 分光计4. 激光器5. 光屏6. 透明玻璃板7. 导线8. 电线夹四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片，使光成为线偏振光。
2. 将线偏振光照射到透明玻璃板上，观察光屏上的光斑。
3. 将透明玻璃板旋转，观察光屏上的光斑变化，验证光的偏振现象。
4. 在光屏上放置一个波片，调整波片的透振方向，观察光屏上的光斑变化。
5. 使用分光计测量偏振片和波片的透振方向，记录数据。
6. 根据马吕斯定律，计算不同角度下的光强，并与实验结果进行比较。
五、实验结果与分析1. 当透明玻璃板旋转时，光屏上的光斑会发生明暗交替变化，验证了光的偏振现象。
2. 当波片的透振方向与偏振片的透振方向平行时，光屏上的光斑最亮；当两者垂直时，光屏上的光斑最暗。
这符合马吕斯定律。
3. 通过分光计测量偏振片和波片的透振方向，计算不同角度下的光强，并与理论值进行比较，结果基本吻合。
六、实验结论1. 光具有偏振现象，偏振光的光矢量振动方向在某一特定平面内振动。
2. 偏振片和波片可以改变光的偏振态。
3. 马吕斯定律适用于偏振光的传播和检测。
七、实验讨论1. 本实验中，我们使用了激光器作为光源，激光器发出的光具有高度的单色性和相干性，有利于观察光的偏振现象。
偏振光实验报告
（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。
2．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？
（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 与反射物质的折射率 n 的关系是：
tan n
（1）
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。
2．如果晶片的厚度使产生的相差 (2k 1) ，k=0，1，2，…，这样的晶片称为半
波片，其最小厚度为 dmin
0 2(no ne )
。如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为
，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 2 角。 3． 如果晶片的厚度使产生的相差 2k ，k=1，2，3，…，这样的晶片称为全波片，
（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
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。
偏振光实验报告
偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法，观察偏振光的特性，了解偏振光的产生和性质，并掌握偏振光的基本原理。
二、实验仪器和材料。
1. 偏振片。
2. 真空光源。
3. 偏振光检测器。
4. 透明介质样品。
5. 旋转台。
6. 透镜。
7. 电源。
三、实验原理。
偏振光是指在某一方向上振动的光波，其振动方向与传播方向成固定夹角。
光波的振动方向可以通过偏振片来选择。
偏振片是一种具有选择性吸收性能的光学元件，可以通过吸收或者透射特定方向的光波来实现偏振光的产生。
四、实验步骤。
1. 将偏振片放置在光源前，观察透过偏振片后的光线；2. 在偏振片后方设置偏振光检测器，记录透过偏振片后的光强；3. 将透明介质样品放置在偏振片和偏振光检测器之间，观察透过样品后的光强变化；4. 通过旋转台旋转偏振片，观察透过偏振片后的光线变化；5. 用透镜将偏振光聚焦到样品上，观察透过样品后的光强变化；6. 改变透明介质样品的厚度，观察透过样品后的光强变化。
五、实验结果与分析。
通过实验观察发现，在偏振片的作用下，光线的偏振方向发生了改变，透过样品后的光强也发生了变化。
当旋转偏振片时，透过偏振片后的光线强度随着偏振片旋转角度的改变而发生周期性变化。
当透明介质样品的厚度改变时，透过样品后的光强也发生了相应的变化。
这些结果表明偏振光的产生和性质与光波的振动方向、介质的性质以及光路长度等因素密切相关。
六、实验结论。
通过本实验，我们深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
偏振光在光学领域有着重要的应用价值，对于光学仪器的设计和光学材料的研究具有重要意义。
七、实验总结。
本实验通过观察偏振光的特性，深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
同时，实验过程中我们也学会了灵活运用光学仪器和材料，提高了实验操作能力。
八、参考文献。
1. 朱乐民，光学教程，北京，高等教育出版社，2010年。
2. 王明洋，光学实验指导，北京，科学出版社，2015年。
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。
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目录一、实验目的与要求 (3)1. 学习并掌握偏振光的基本概念和性质 (3)2. 掌握偏振光的观察和测量方法 (5)3. 了解偏振光在科学研究和实际应用中的重要性 (6)二、实验原理 (7)1. 偏振光的产生原理 (8)2. 偏振光的分类及特点 (9)3. 偏振光的干涉与衍射现象 (10)4. 偏振光的偏振度与偏振方向 (11)三、实验仪器与设备 (12)1. 偏振片 (13)2. 旋转台 (14)3. 滤光片 (15)4. 光源与光具组 (16)5. 电子显微镜 (16)6. 数据记录与分析系统 (17)四、实验内容与步骤 (18)1. 偏振片的特性测试 (19)1.1 偏振片的透射率与吸收率测试 (20)1.2 偏振片的偏振度与偏振方向测试 (21)2. 旋转台的使用与偏振光观察 (23)2.1 偏振光的获得与调整 (24)2.2 偏振光的观察与记录 (25)3. 滤光片的使用与分析 (26)3.1 滤光片的种类与作用 (27)3.2 滤光片对偏振光的影响分析 (28)4. 偏振光的干涉与衍射实验 (29)4.1 干涉仪的工作原理与使用方法 (31)4.2 衍射实验的设计与实施 (33)5. 偏振光在自然现象中的应用观察 (33)5.1 通过树木的年轮观察偏振光 (35)5.2 通过天空的偏振光现象分析 (36)五、实验数据与结果分析 (37)1. 实验数据的记录与处理 (38)2. 实验结果的分析与讨论 (39)3. 实验中存在的问题与改进措施 (40)六、实验总结与体会 (41)1. 实验的主要成果与发现 (42)2. 对偏振光理论与应用的深入理解 (43)3. 实验过程中的经验教训与收获 (44)4. 对未来偏振光研究的展望与建议 (45)一、实验目的与要求偏振光的产生：理解偏振光的定义和不同方法产生偏振光的原理，例如利用偏光片、击波器等进行偏振光产生。
偏振光的性质：掌握偏振光的一般性质，例如单一振动方向、只能通过特定方向的偏光片的滤光等。
偏振光分析实验报告
偏振光分析实验报告偏振光分析实验报告引言：光是我们日常生活中不可或缺的一部分，它以波动的形式传播，既有粒子性质也有波动性质。
而光的波动性质中，偏振光是一种特殊的现象。
本实验旨在通过对偏振光的分析，了解其性质及应用。
一、实验目的本实验旨在通过偏振光的分析，探究其性质及应用。
具体目标包括：了解偏振光的产生原理、学习偏振光的检测方法、掌握偏振片的使用技巧以及理解偏振光的应用领域。
二、实验原理1. 偏振光的产生原理偏振光的产生可以通过偏振片实现，偏振片是一种具有偏振特性的光学元件。
它通过选择性地吸收或透过特定方向的光振动，将非偏振光转化为偏振光。
2. 偏振光的检测方法常用的偏振光检测方法有：偏振片法、偏振光束分束法、偏振光束干涉法等。
其中，偏振片法是最常用的方法之一，通过旋转偏振片来观察光的强度变化，从而确定光的偏振状态。
3. 偏振片的使用技巧在实验中，正确使用偏振片是非常重要的。
一般情况下，偏振片的传光方向与其表面上的箭头方向垂直。
通过旋转偏振片，可以改变光的偏振状态。
4. 偏振光的应用领域偏振光在许多领域中都有广泛的应用，例如：光学显微镜、液晶显示器、偏振片墨镜等。
通过对偏振光的分析，可以更好地理解这些应用的原理和工作机制。
三、实验步骤1. 准备实验装置：将光源、偏振片、检测器等装置按照实验要求连接好。
2. 调整偏振片：通过旋转偏振片，观察光的强度变化，找到光的最大强度和最小强度位置。
3. 记录实验数据：记录不同位置下的光强度，并绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线。
4. 分析实验结果：根据实验数据，确定光的偏振状态，并对实验结果进行解释和讨论。
5. 总结实验结论：总结实验结果，归纳偏振光的性质及应用。
四、实验结果与讨论根据实验数据的分析，我们可以确定光的偏振状态。
通过绘制光强度与偏振片旋转角度的关系曲线，我们可以观察到明显的周期性变化，这表明光是线偏振光。
根据光的最大强度和最小强度位置，我们可以确定光的偏振方向。
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。
- 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)。
（3）两个1/4波片中，一个波片0C 得快轴大致方向已用红点标出。
另一个波片的快轴方向未知，需要通过实验步骤（12）（13）定出。
（4）分光计的小平台用以放置待测光学元件。
（5）用硅光电池、数字表和电阻箱组成光强探测器，三者成并列关系。
实验步骤
1.准备工作
（1）提前开启激光源，使激光器的电流为4mA 或略大。
（2）调整起偏管（平行光管）和检偏管（望远镜筒），使其轴线基本在同一水平面内，且和
分光计主轴垂直。
调小平台与主轴基本垂直，起偏管和检偏管的方位角调节方法，与分光计望远镜的调节方法相同。
（3）调激光管的位置，使光束通过起偏管中心附近，由检偏管中心射出。
2.观察布儒斯特角和偏振器的特性 （4）观察布儒斯特角。
（5）定偏振器透射轴方向。
（6）测消光比e 。
（7）测量透射光强m I 和两偏振器夹角θ间的关系。
（8）选作。
3.1/4波片的特性研究 （9）定波片0C 的快轴方向。
（10） 线偏振光经过1/4波片。
（11） 定待测波片x C 的快轴方向。
（12） 观测偏光器通过1/2波片或全波片的现象（令0C 的快轴和x C 的某一个轴平行）。
（13） 观测偏光器通过1/2波片或全波片的现象（令0C 的慢轴和x C 的某一个轴平行）。
4.观测反射光的偏振面旋转的现象
（14） 观测反射光的偏振态改变的现象。
·5.椭偏法测波片的相对相位延迟量（相延） （15） 椭偏法测相延。
实验数据及处理分析
1 观测布儒斯特角
光束正入射棱镜表面时平台方位角0i α==0°0’；入射角为布儒斯特角时平台方位角
B α=58°14’；布氏角的测量值为0B B i θαα==-=58°14’；
折射率tan B n θ==1.609； 相对偏差（n-1.668）/1.668=4.68％3
2 定偏振器透射轴方向
布氏角时起偏器P 的透射轴在水平方向，方位角为P ↔；检偏器A 和P 正交时A 的方位角记作a ，即p p
↔=且A 和P 消光时的a
p ↔=6
（87.6°+87.7°+88.2°+87.6°+87.5°+87.8°）
=87.7°
21
()61
i s p p ↔↔=
--∑=0.25° a =80.4°
e= (R 2 / R 1)* (I 4 +I 6 -2I 0)/4 I 5=1.86*10-5 4. 按表测透射光强m I 与两偏振器夹角θ间的关系。
(1) 电阻箱示值100R =Ω，p p ↔==87.7°；a =80.4°
a +90°(mV)测量值cos θ）|/I m (%)
a +90°(mV)测量值cos θ）|/I m (%)
a +90°(mV)测量值cos θ）|/I m (%)
两偏振器夹角θ为0时，Im 最大，两偏振器夹角为90及相互垂直时Im 最小，发生消光。
误差分析：在θ较大时相对偏差也较大，造成的原因主要是由于此时的光强较微弱，外界影响就显得十分明显。
(2)计算84、87、90度时的相对偏差| I c －I m |／| I m －I o | 84度：| 0.14－0.12|／| 0.12－0.004 |=17.2% 87度：| 0.039－0.034|／| 0.034－0.004 |=16.7% 90度：| 0.005－0.006|／| 0.006－0.004 |=50% (3) Im/Imax-θ曲线和cos θ*cos θ-θ曲线
5. 定波片0C 的快轴方向
p p ↔==87.7°；a =80.4°；波片0C 快轴在垂直方向时度盘示值Co=251.9°
6. 线偏振光经过1/4波片 8
7.7110.2132.7155.2
130.7
170.7273.6245.6
294.3
90a +I max I min
2I b ≈ 87.1 4535.9
其中：r δ计算公式|sin |sin(2)(1Im /Im )
r in ax δβ=
+
ϕ计算公式1arctan(tan 2cos )2
ϕβδ=⨯
(2) 当β=π/4或-π/4时，b 2／a 2≈1, 透射光近似为圆偏振光；
当β=0或π/2时，透射光为线偏振光。
7. 定待测波片x C 的轴方向。
p p ↔==87.7°；a =80.4°；波片Cx 的一个轴在垂直方向时度盘示值Cx=47°
8. 线偏振光通过1/2波片（A 与P 旋向相反，所以为1/2波片。
此时Cx 快轴与Co 快轴平行）。
x C 某轴在垂直方向，度盘示值：47°；0C 快轴在水平方向，度盘示值251.9°
i α-
9. 线偏振光通过全波片。
（A 与P 的旋向相同，故为全波片，此时Cx 快轴与Co 快轴互相垂直，故可得到Cx 快轴方向）
x C 某轴在垂直方向，度盘示值：47°；0C 快轴在垂直方向，度盘示值1.1°
i α-换算结果结论:某轴为快轴，Co 快轴在垂直方向时组成1/2波片，Co 快轴在水平方向时组成全波片。
实验心得
此次实验为半定量实验，由仪器或者读数造成的误差很大，所在粗调的时候应当仔细，尽量使激光处于镜筒中心以减小误差。
读数的时候要注意游标应该像一个方向旋转，以避免空程引起的误差。
激光的光强很强，要注意保护眼睛，用光强探测器读值。
通过本次实验我还接触到了一种新的光学器具——偏光片，学会了用光电转换装置通过观察光电流变化来观察光强变化，同时也对书本上所讲的光的性质有了更加深刻的认识，有一份不小的收获，在这里也要感谢老师的帮助。