偏振光试验报告VIP免费

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。起偏角的数值与反射物质的折射率n的关系是：ntan（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dnne)(200（2）式中0表示单色光在真空中的波长，on和en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，k=0，1，2，⋯，这样的晶片称为1/4波片，其最小厚度为0min4()oednn。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)12(k，k=0，1，2，⋯，这样的晶片称为半波片，其最小厚度为0min2()oednn。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，其最小厚度为0minoednn。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I为20cosII（3）式中，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=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=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。12/nntg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）...