偏振光實驗報告結(jié)論

精品學習資料范文偏振光實驗報告結(jié)論篇一：實驗報告--偏振光學實驗

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。

實驗原理

1．光的偏振性光是一種電磁波，由于電磁波對物質(zhì)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(nèi)，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１）。此時光矢量在垂直與傳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(zhuǎn)，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(zhuǎn)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(zhì)，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?，介質(zhì)的這種性質(zhì)稱為二向色性。）。偏振器件即可以用來使自然光變?yōu)槠矫嫫窆狻鹌?，也可以用來鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光——檢偏。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(shè)兩偏振片的透振方向之間的夾角為α，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α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光的主折射率，no為o光的主折射率（正晶體中，δ＞0，在負晶體中δ＜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(jié)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。

作的函數(shù)圖像：

Origin的數(shù)據(jù)分析：

LinearRegressionthroughoriginforDATA2_B(轉(zhuǎn)自：wWw.bdF千葉帆文摘:偏振光實驗報告結(jié)論):Y=B*X

ParameterValueError

------------------------------------------------------------

A0--

B0.209284.62343E-4

------------------------------------------------------------

RSDNP

------------------------------------------------------------0.999910.00162310.0001

------------------------------------------------------------

從以上的分析可知，電流大小I關(guān)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(guān)系數(shù)r=0.99191，可知實際測得的數(shù)據(jù)點與理論值匹配。

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(zhuǎn)10度，檢偏器就需要轉(zhuǎn)20度，與理論值吻合。

觀察：檢偏片固定，將1/2波片轉(zhuǎn)過360°，能觀察到4次消光；1/2波片固定，將檢偏片

轉(zhuǎn)過360°，能觀察2次消光。由此分析線偏振光通過1/2波片后，光的偏振狀態(tài)是：光的偏振面偏離原來的角度是波片光軸偏離角度的2倍。

3．用1/4波片產(chǎn)生圓偏振光和橢圓偏振光

作角度與電流的極坐標函數(shù)圖：

I~

在此基礎(chǔ)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(zhuǎn)的0~360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

篇二：偏振光的研究最好最完整的實驗報告

偏振光的研究最好最完整的實驗報告

物理實驗報告實驗名稱：偏振光的研究我的班級：本碩111班我的姓名：龔林吉我的學號：5701111066實驗老師：袁吉仁（T035）實驗時間：2012年10月23日下午13:00偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066目錄偏振光的研

究...................................................................................................................................2一、實驗目

的...................................................................................................................................2二、實驗原

理...................................................................................................................................22.1光的偏振

性.......................................................................................................................22.2偏振

片...............................................................................................................................32.3馬呂斯定

律.......................................................................................................................42.4橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生和四分之一波片的作用...............................................4三、實驗儀

器...................................................................................................................................5四、實驗內(nèi)容與操

作.......................................................................................................................54.1驗證線偏振光（即馬呂斯定

律）...................................................................................54.2驗證橢圓偏振光含圓偏振

光.......................................................................................5五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處

理...............................................................................................................65.1驗證馬拉斯定

律...............................................................................................................65.2驗證橢圓偏振光（含圓偏振

光）...................................................................................7°5.2.1當1/4波片在α0

時............................................................................................7°

5.2.2當1/4波片轉(zhuǎn)到α30

時......................................................................................8°

5.2.3當1/4波片轉(zhuǎn)到α45

時......................................................................................9六、實驗結(jié)

論.................................................................................................................................106.1驗證馬呂斯定律實驗的結(jié)果分

析.................................................................................116.2驗證橢圓偏振光（含圓偏振光）實驗的結(jié)果分

析.....................................................11七、實驗思考與討

論...................................................................................................

..................12八、注意事

項.................................................................................................................................13九、實驗心得與體

會.....................................................................................................................13十、參考資

料.................................................................................................................................13十一、附

錄.....................................................................................................................................131偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066偏振光的研究一、實驗目的1、觀察光的偏振現(xiàn)象，加深對光波傳播規(guī)律的理解。2、掌握產(chǎn)生和檢驗偏振光的條件和方法。3、驗證馬呂斯定律。4、用1/4波片產(chǎn)生橢圓偏振光和圓偏振光，并驗證橢圓偏振光。5、學會用計算機軟件畫數(shù)據(jù)分析圖。二、實驗原理2.1光的偏振性光是一種電磁波，由于電磁波對物質(zhì)的作用主要是電場，故在光學中把電場強度E稱為光矢量。光波是波長較短的電磁波，電磁波是橫波，光波中的電矢量與波的傳播方向垂直。光的偏振觀象清楚地顯示了光的橫波性。光大體上有五種偏振態(tài)，即線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光、自然光和部分偏振光。而線偏振光和圓偏振光又可看作橢圓偏振光的特例。2.1.1自然光光是由光源中大量原子或分子發(fā)出的。普通光源中各個原子發(fā)出的光的波列不僅初相彼此不

相關(guān)，而且光振動方向也是彼此不相關(guān)的，呈隨機分布。在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，沿各個方向振動的光矢量都有。平均說來，光矢量具有軸對稱而且均勻的分布，各方向光振動的振幅相同，各個振動之間沒有固定的相聯(lián)系，這種光稱為自然光或非偏振光（如右圖所示）。我們設(shè)想把每個波列的光矢量都沿任意取定的x軸和y軸分解，由于各波列的光矢量的相和振動方向都是無規(guī)則分布的，將所有波列光矢量的x分量和y分量分別疊加起來，得到的總光矢量的分量Ex和Ey之間沒有固定的相關(guān)系，因而它們之間是不相干的。同時Ex和Ey的振幅是相等的，即AxAy。這樣，我們可以把自然光分解為兩束等幅的、振動方向互相垂直的、不相干的線偏振光。這就是自然光的線偏振表示，如下圖（a）所示。分解的兩束線偏振光具有相等的強度IxIy，又因自然I光強度IIxIy；所以每束線偏振光的強度是自然光強度的1/2，即IxIy2通常用圖（b）的方法表示自然光。圖中用短線和點分別表示在紙面內(nèi)和垂直于紙面的光振動，點和短線交替均勻畫出，表示光矢量對稱而均勻的分布。

2.1.2線偏振光光矢量只沿一個固定的方向振動時，這種光稱為線偏振光，又稱為平面偏振光。光矢量2偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066的方向和光的傳播方向所構(gòu)成的平面稱為振動面，如圖（a）所示。線偏振光的振動面是固定不動的，圖（b）所示是線偏振光的表示方法，圖

中短豎線表示光振動在紙面內(nèi)，點表示光振動垂直于紙面。

2.1.3部分偏振光部分偏振光是介于線偏振光與自然光之間的一種偏振光，在垂直于這種光的傳播方向的平面內(nèi)各方向的光振動都有，但它們的振幅不相等，如下左圖（a）所示。這種部分偏振光用數(shù)目不等的點和短線表示。在下左圖（b）中，上圖表示在紙面內(nèi)的光振動較強，下圖表示垂直紙面的光振動較強。要注意，這種偏振光各方向的光矢量之間也沒有固定的相的關(guān)系。2.1.4圓偏振光和橢圓偏振光這兩種光的特點是在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光矢量按一定頻率旋轉(zhuǎn)。如果光矢）量端點軌跡是一個圓，這種光叫圓偏振光（見上右圖（a）。如果光矢量端點軌跡是一個橢）圓，這種光叫橢圓偏振光（見上右圖（b）。2.2偏振片偏振片是利用某些有機化合物晶體的“二向色性”制成的。當自然光通過這種偏振片后，光矢量垂直于偏振片透振方向的分量幾乎完全被吸收，光矢量平行于透振方向的分量幾乎完全通過，因此透射光基本上為線偏振光。偏振器件即可以用來使自然光變?yōu)槠矫嫫窆狻鹌?，也可以用來鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光—檢偏。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。偏振片對入射光具有遮蔽和透過的功能，可使縱向光或橫向光一種透過，一種遮蔽。它是由偏振膜、內(nèi)保護膜、壓敏膠層及外保護膜層壓而成的復合材料。有黑白和彩色二類，按應用又可分

篇三：偏振光的研究實驗報告

偏振光

的

研

究

班級：物理實驗班21學號：2120909006姓名：黃忠政

光的偏振現(xiàn)象是波動光學的一種重要現(xiàn)象，它的發(fā)現(xiàn)證實了光是橫波，即光的振動垂直于它的傳播方向。光的偏振性質(zhì)在光學計量、光彈技術(shù)、薄膜技術(shù)等領(lǐng)域有著重要的應用。

一．實驗目的：

1.了解產(chǎn)生和檢驗偏振光的原理和方法；

2.了解各種偏振片和波片的作用。

二．實驗裝置；

計算機，格蘭陵鏡，1/2、1/4波片，調(diào)節(jié)支架，光電接系統(tǒng)，激光器。

三．實驗原理：

1.偏振光的概念和基本規(guī)律

（1）偏振光的種類

光波是一種電磁波，根據(jù)電磁學理論，光波的矢量E、磁矢量H和光的傳播方向三者相互垂直，所以光是橫波。通常人們用電矢量E代表光的振動方向，而電矢量E和光的傳播方向所構(gòu)成的平面稱為光波的振動面。

普通光源發(fā)出的光是由大量原子或分子的自發(fā)輻射所產(chǎn)生的，它們所發(fā)射的光的電矢量在各個方向振動的幾率相同，稱為自然光。電矢量的振動方向始終沿某一確定方向的光，稱為線偏振光或平面偏振光。若電矢量在各個方向都振動，但在某個固定方向占絕對優(yōu)勢，這種光稱為部分偏振光，電矢量的末端在垂直于光傳播方向的任一平面內(nèi)做橢圓（或圓）運動的光，稱為橢圓（或圓）偏振光。各種偏振光的電矢量E如圖1所示，注意光的傳播方向垂直于紙面。

（2）偏振光、波片和偏振光的產(chǎn)生

通常的光源都是自然光，研究光的偏振性質(zhì)，必須采