實驗報告-偏振光學實

1、實驗報告姓名：*班級：*學號： *實驗成績：同組姓名： *實驗日期： *指導教師：批閱日期：偏振光學實驗【實驗目的】1觀察光的偏振現(xiàn)象，驗證馬呂斯定律；2了解 1 / 2 波片、 1 / 4 波片的作用；3掌握橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生與檢測?！緦嶒炘怼抗獾钠裥怨馐且环N電磁波， 由于電磁波對物質的作用主要是電場， 故在光學中把電場強度 E 稱為光矢量。在垂直于光波傳播方向的平面內， 光矢量可能有不同的振動方向，通常把光矢量保持一定振動方向上的狀態(tài)稱為偏振態(tài)。 如果光在傳播過程中， 若光矢量保持在固定平面上振動， 這種振動狀態(tài)稱為平面振動態(tài)， 此平面就稱為振動面（見圖）。此時光矢量在垂直與傳

2、播方向平面上的投影為一條直線，故又稱為線偏振態(tài)。 若光矢量繞著傳播方向旋轉， 其端點描繪的軌道為一個圓， 這種偏振態(tài)稱為圓偏振態(tài)。如光矢量端點旋轉的軌跡為一橢圓， 就成為橢圓偏振態(tài)（見圖 2）。2偏振片雖然普通光源發(fā)出自然光， 但在自然界中存在著各種偏振光， 目前廣泛使用的偏振光的器件是人造偏振片， 它利用二向色性獲得偏振光 （有些各向同性介質， 在某種作用下會呈現(xiàn)各向異性， 能強烈吸收入射光矢量在某方向上的分量， 而通過其垂直分量，從而使入射的自然光變?yōu)槠窆猓?介質的這種性質稱為二向色性。 ）。偏振器件即可以用來使自然光變?yōu)槠矫嫫窆馄鹌?也可以用來鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光檢偏。

3、 用作起偏的偏振片叫做起偏器， 用作檢偏的偏振器件叫做檢偏器。實際上，起偏器和檢偏器是通用的。3馬呂斯定律設兩偏振片的透振方向之間的夾角為 ，透過起偏器的線偏振光振幅為 A0，則透過檢偏器的線偏振光的強度為 I式中 I0 為進入檢偏器前（偏振片無吸收時）線偏振光的強度。4橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生；1/2 波片和 1/4 波片的作用當線偏振光垂直射入一塊表面平行于光軸的晶片時， 若其振動面與晶片的光軸成 角，該線偏振光將分為 e 光、o 光兩部分，它們的傳播方向一致，但振動方向平行于光軸的 e 光與振動方向垂直于光軸的 o 光在晶體中傳播速度不同， 因而產(chǎn)生的光程差為位相差為式中 ne 為e

4、光的主折射率， no 為o 光的主折射率（正晶體中， 0，在負晶體中 0）。 d 為晶體的厚度，如圖 4 所示。當光剛剛穿過晶體時，此兩光的振動可分別表示如下：式中軌跡方程原理圖全波片1/2 波片1/4 波片【實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗結果計算】說明：以下的所有測量數(shù)據(jù)中，電流的單位為，角度的單位為角度。1 驗證馬呂斯定律角度0612182430364210.9890740.9567730.9045090.8345660.750.6545090.552265電流0.2090.2060.2010.1900.1750.1570.1370.115角度48546066727884900.4477360.345

5、4920.2500010.1654350.0954920.0432280.0109260電流0.0940.0710.0520.0340.0180.0070.0000.000角度961021081141201261321380.0109260.0432270.0954910.1654330.2499980.345490.4477340.552262電流0.0000.0070.0180.0330.0490.0690.0920.113角度1441501561621681741800.6545060.7499980.8345640.9045070.9567720.9890731電流0.1370.156

6、0.1760.1910.2020.2090.209作的函數(shù)圖像：Origin的數(shù)據(jù)分析：Linear Regression through origin for DATA2_B:Y=B*XParameter ValueError-A0-0.20928 4.62343E-4-RSDNP-0.999910.00162 31 0.0001-從以上的分析可知， 電流大小 I 關于兩偏振片的夾角余弦的平方的數(shù)據(jù)點的直線擬合的相關系數(shù) r=0.99191 ，可知實際測得的數(shù)據(jù)點與理論值匹配。2 線偏振光通過 1/2波片時的現(xiàn)象和1/2 波片的作用1/2 波片轉過角度初始102030405060708090

7、檢偏器 A 轉過角度018385880100120140-檢偏器的角度差-18202022202020-說明：最后兩個數(shù)據(jù)沒測，是因為在做的時候一時疏忽了，最后想要補做時，時間已晚，老師建議我們不做了 。檢偏器的平均角度差度由上面的數(shù)據(jù)可以明顯地看出， 1/2 波片每轉 10 度，檢偏器就需要轉 20 度，與理論值吻合。觀察：檢偏片固定，將 1/2 波片轉過 360，能觀察到 4次消光； 1/2 波片固定，將檢偏片轉過 360，能觀察 2 次消光。由此分析線偏振光通過態(tài)是：光的偏振面偏離原來的角度是波片光軸偏離角度的1/2波片后，光的偏振狀2 倍。3 用1/4波片產(chǎn)生圓偏振光和橢圓偏振光波片轉

8、 20 度角度010203040506070電流0.0320.0220.0160.0180.0270.0410.0590.078角度8090100110120130140150電流0.0970.1140.1260.1320.1300.1220.1080.090角度160170180190200210220230電流0.0700.0510.0340.0230.0170.0200.0290.044角度240250260270280290300310電流0.0650.0850.1050.1230.1340.1380.1360.125角度320330340350360電流0.1100.0900.069

9、0.0500.032作角度與電流的極坐標函數(shù)圖：I在此基礎上作振幅與角度的函數(shù)圖：A分析： 可以看出，該極坐標函數(shù)圖象成“雙橢圓餅”形，在檢偏器所轉的 0360 度之間，共達到兩次消光，兩次最大值，這正是橢圓偏振光的長軸和短軸的位置。實驗數(shù)據(jù)圖中可以看出，圖像少有傾斜，在20 度和 200 度左右達到真正消光，這是因為初始角度原因。波片轉 45 度角度010203040506070電流0.0810.0810.0800.0790.0780.0760.0740.071角度8090100110120130140150電流0.0700.0690.0700.0690.0700.0720.0730.075

10、角度160170180190200210220230電流0.0780.0800.0820.0840.0840.0830.0820.080角度240250260270280290300310電流0.0780.0760.0740.0730.0720.0720.0720.073角度320330340350360電流0.0740.0760.0770.0790.081作角度與電流的極坐標函數(shù)圖：I在此基礎上作振幅與角度的函數(shù)圖：A分析：從圖像中可以看出，函數(shù)形狀成近乎圓的橢圓，理論上應該是圓，還是非常接近理論值。數(shù)據(jù)在 110 度和 290 度左右但到最小值，在 20 度和 200 左右達到最大值，這正

11、是橢圓偏振光的長軸和短軸的位置。 誤差會在后面誤差分析部分討論?！緦嶒灲Y果中的現(xiàn)象或問題進行分析、討論】在做驗證馬呂斯定律的實驗時，由于第一遍測量時出錯，導致實驗的重做，所以在預習報告上有大量修改的痕跡。但是，最后得到的結果非常準確，擬合度極高，也使得多花去的時間很值得。在這里我想重點討論以下這個實驗的一個誤差。上面的種種實驗皆反映了在消光點的角度誤差，而且這個誤差不小。誤差現(xiàn)象為：在消光點附近的 10 度左右的范圍內，電流計的示數(shù)皆為 0，所以無法準確地找出消光點的角度。所以實驗作出的函數(shù)圖都有一定的傾斜。在這里提出自己認為可以在一定程度上消除這個誤差的方法：緩緩旋轉檢偏器，記下電流值為

12、0 的區(qū)間，取這個區(qū)間的中點為消光點。誤差來源還有旋轉的轉向誤差，這是由于齒輪之間的間隙引起的。誤差避免方法：只朝同一方向旋轉。手電筒一類的誤差：用手電在照波片或檢偏器上的刻度時，會導致進入檢測器的光強增大，導致電流值增大；手在旋轉波片或檢偏器時容易將入射光擋住，導致進入檢測器的光強減小。誤差避免方法：每次測量電流時，使手和手電遠離測量裝置。上面的 A圖中的 A 不是實際的 A 值，而是 A 的一個固定的倍數(shù)，改圖的作用僅僅是反映偏振光的振幅隨著檢偏器的角度的相對變化?！靖巾摗克伎碱}1求下列情況下理想起偏器和理想檢偏器兩個光軸之間的夾角為多少？1）透射光是入射自然光強的 1/3。2）透射光是最

13、大透射光強度的 1/3。答：（ 1）因為自然光通過偏振片后，光強減為原來的一半，所以得，。（ 2）直接有馬呂斯定律：得 。2如果在互相正交的偏振片P1 和 P2 中間插進一塊 1/4 波片，使其光軸跟起偏器P1 的光軸平行，那么透過檢偏器 P2 的光斑是亮的？還是暗的？為什么？將 P2 轉動 90后，光斑的亮暗是否變化？為什么？答：因為波片光軸和起偏器平行，檢偏器由與之正交，所以光斑是暗的。將其轉過90度后，兩者平行，所以光斑是明亮的。4 在第 2 題中用 1/2 波片代替1/4 波片，情況如何？答：情況與 1/4 波片相同。實驗感想這次實驗是我做的第3 個實驗，第 2 個光學實驗。 在這次實

14、驗中竟然是最后一個完成。原因是在實驗中有兩次測量失敗，不得不重做。雖然是最后一個做完，但是在數(shù)據(jù)分析方面還是發(fā)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)還是測量得很出色的，自己在寫實驗報告的過程中也盡量使用計算機， 鍛煉了自己各方面的能力。 助教老師也對我的實驗報告的風格以及我們小組的實驗敬業(yè)度給與了認可。最后，感謝助教老師對我們小組的耐心指導和幫助！XXXX項目可行性研究報告報告日期XXXX年XXXX月XXXX日目錄第一節(jié)項目概況一、項目背景二、投資方簡介三、目標公司簡介第二節(jié)擬投資行業(yè)及市場概況第三節(jié)項目實施的必要性與可行性一、項目實施的必要性二、目標公司市場分析三、項目實施的可行性第四節(jié)項目內容及實施方案第五節(jié)項目效

15、益分析一、經(jīng)營收入估算二、經(jīng)營總成本估算三、經(jīng)營利潤與財務評價第六節(jié)項目風險分析及對策一、市場風險及對策二、技術風險及對策三、財務風險及對策第七節(jié)投資方案一、收購定價二、預計投資總額三、資金來源與支付四、 后續(xù)發(fā)展方案第六節(jié)報告結論第一節(jié)項目概況一、項目背景說明項目提出的背景、投資理由、擬投資國家的投資環(huán)境、在可行性研究前已經(jīng)進行的工作情況及其成果、 重要問題的決策和決策過程等情況。二、投資方簡介1、投資方基本情況及經(jīng)營情況包括目標公司基本工商注冊信息、產(chǎn)業(yè)布局、主要產(chǎn)品及用途、員工情況、股權結構及控股方信息、行業(yè)地位、歷史沿革等。2、投資方實力和優(yōu)勢分析三、目標公司簡介1、基本信息包括目標公

16、司基本工商注冊信息、產(chǎn)業(yè)布局、主要產(chǎn)品及用途、員工情況、股權結構及控股方信息、行業(yè)地位、歷史沿革等。2、經(jīng)營情況（ 1）經(jīng)營情況公司的產(chǎn)品在市場上進行銷售、 服務的發(fā)展現(xiàn)狀，包括歷年產(chǎn)量、銷售收入等。2）資產(chǎn)負債情況公司主要財務指標，要求能夠反映公司盈利能力、經(jīng)營能力、償債能力等。第二節(jié) 擬投資行業(yè)及市場概況1、國內相關行業(yè)及市場概況2、國際相關行業(yè)及市場概況第三節(jié) 項目實施的必要性與可行性一、項目實施的必要性主要圍繞公司戰(zhàn)略目標， 根據(jù)公司產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同發(fā)展的需要以及產(chǎn)品規(guī)劃，結合產(chǎn)業(yè)政策等有關因素的支持與制約， 論證項目投資的必要性。二、目標公司市場分析運用統(tǒng)計分析原理， 分析目標公司產(chǎn)品銷

17、售變化及市場發(fā)展趨勢。1、市場規(guī)模研究目標公司產(chǎn)品及行業(yè)的整體規(guī)模，具體包括目標公司產(chǎn)品及行業(yè)在指定時間的產(chǎn)量、銷售收入等。2、行業(yè)分析主要包括行業(yè)內主要品牌市場占有率、行業(yè)總銷售量年增長率、行業(yè)發(fā)展方向、市場發(fā)展方向等。3、競爭格局包括主要競爭企業(yè)基本資料、 主要品牌經(jīng)營策略、 競爭品牌近三年發(fā)展情況、行業(yè)競爭態(tài)勢未來發(fā)展預測等。三、項目實施的可行性主要表現(xiàn)在以下方面：技術可行性。主要分析目標企業(yè)產(chǎn)品技術現(xiàn)狀與規(guī)劃是否符合公司戰(zhàn)略，技術部門對目標公司實施的技術在行業(yè)內進行比選和評價，合理評估其技術先進性。經(jīng)濟可行性。 主要從企業(yè)理財?shù)慕嵌冗M行資本預算， 評價項目的財務盈利能力，預測項目投資回

18、收期、凈現(xiàn)值等財務指標。社會影響。主要從資源配置的角度衡量項目的價值， 評價項目在符合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展目標、有效配置經(jīng)濟資源、增加供應、創(chuàng)造就業(yè)、改善環(huán)境等方面的效益。風險因素及對策。主要對項目的市場風險、 技術風險、財務風險、法律風險及社會風險等風險因素進行評價， 制定規(guī)避風險的對策， 為項目全過程的風險管理提供依據(jù)。第四節(jié)項目效益分析一、經(jīng)營收入估算根據(jù)行業(yè)及公司歷史數(shù)據(jù)對目標公司未來五年經(jīng)營收入進行合理預測。二、經(jīng)營總成本估算合理估算目標公司未來五年主營業(yè)務成本、期間費用和稅金支出等。三、經(jīng)營利潤與財務評價合理估算目標公司未來五年的盈利水平， 并估算項目投資回收期、內部收益率、凈現(xiàn)值等財務指標。第五節(jié)項目風險分析及對策本項目實施過程中，可能會面臨來自各方面的風險，須對項目的政策風險、國別風險、市場風險、技術風險、管理風險、財務及稅務風險、法律風險、經(jīng)濟及社會風險、后續(xù)整合風