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1、偏振光实验报告总结计划v1.0可编写可更正实验报告姓名：高阳班级： F0703028学号： 13实验成绩：同组姓名：王雪峰实验日期： 2008-3-3指导老师：助教10批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1. 观察光的偏振现象 , 考据马吕斯定律2. 认识 1/2 波片 ,1/4 波片的作用3. 掌握椭圆偏振光 , 圆偏振光的产生与检测 .【实验原理 】1 光的偏振性2光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主若是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。在垂直于光波流传方向的平面内，光矢量可能有不同样的振动方向，平时把光矢量保持必然振动方向上的状态称为偏振态。若是光在流传过程中，若光矢量保持在固
2、定平面上振动，这种振动状态称为平面振动向，此平面就称为振动面（见图）。此时光矢量在垂直与流传方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。若光矢量绕着流传方向旋转，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（见图 2）。1v1.0可编写可更正2偏振片诚然一般光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光 （有些各向同性介质，在某种作用下会表现各向异性，能强烈吸取入射光矢量在某方向上的重量，而经过其垂直重量， 从而使入射的自然光变成偏振光介质的这种性质称为二向色性。）。偏振器件
3、即可以用来使自然光变成平面偏振光起偏，也可以用来鉴别线偏振光、 自然光和部分偏振光检偏。 用作起偏的偏振片叫做起偏器， 用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实质上，起偏器和检偏器是通用的。3. 马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=，强度I=，I= 式中 为进入检偏器前（检偏器无吸取时）线偏振光的强度。这就是年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。显然，以光辉流传方向为轴，转动检偏器时，透射光强度将发生周期变化。2v1.0可编写可更正若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光， 则极小值部位。若光强完好不变化，则入射光是自然光或圆偏振光
4、。 这样，依照透射光强度变化的情况， 可将线偏振光和自然光和部分偏振光差异开来。4椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和 1/4 波片的作用当平面偏振光同过 1/2 波片后，产生的仍是平面偏振光， 但它与原入射光的夹角为 2 （ 为入射光振动面与波片光轴的夹角，下同）；当平面偏振光同过1/4 波片后，产生偏振光的性质与= 0 时：出射光为振动方向平行 1/4 波片光轴的平面偏振光。= 时：出射光为振动方向垂直 1/4 波片光轴的平面偏振光。= 时：出射光为圆偏振光。为其他值时，出射光为椭圆偏振光。我们使平面偏振光经过1/2 波片， 1/4 波片，产生各种性质的偏振光，来研究它们的性质以及它
5、们之间的关系。原始数据记录表1 考据马吕斯定律偏振片初始角度为218 度偏振片角度908478726660544842363v1.0可编写可更正光电流强度偏振片角度0007152740546984983024181260-6-12-18-241光电流强度偏振片角度111122130135137139139138132123-30-36-42-48-54-60-66-72-78-84光电流强度1109883685439261570从表中可知 , 当偏振片角度余弦的平方值同样时 , 光电流值也基本保持同样 , 这就说明光电流值与偏振片角度余弦的平方值相关。 下面我们取表格中的前一多数据 ( 即一组
6、不同样的角度和其对应得光电流值作图 ) ，来观察其关系从图中可见，光电流强度与角度余弦值的平方成线形关系，这也就考据了马吕斯定律。4v1.0可编写可更正2. 线偏振光经过 1/2 波片晌的现象和 1/2 波片的作用1/2 波片转过角度初始102030405060708090检偏器 A 转过角度0202120202020201920因此可知 , 为达到消光 , 检偏器转过角度与1/2 波片转过角度保持一致。而若检偏器固定 , 将 1/2 波片转过 360 度 , 会观察到两次消光；同样地 , 若 1/2 波片固定 , 将检偏器转过 360 度, 同样会观察到两次消光。因此可知 , 线偏振光经过
7、1/2 波片后 , 它仍是线偏振光 , 可是发生了角度的改变而已。3用 1/4波片产生圆偏振光和椭圆偏振光。波片转 20 度时检偏器角度01020304050607080光电流强度273646566572767774检偏器角度90100110120130140150160170光电流强度686050403124201921检偏器角度180190200210220230240250260光电流强度273545556471767774检偏器角度2702802903003103203303403505v1.0可编写可更正光电流强度686050403124201921下面经过作图，来观察二者的关系检偏
8、器角度01020304050607080光电流强度464138353434364044检偏器角度90100110120130140150160170光电流强度495357596160585551检偏器角度1902002102202302402502602706v1.0可编写可更正光电流强度464138353434364044检偏器角度280290300310320330340350360光电流强度495357596161595551波片转 45 度时此图像与圆偏振光比较可知， 1/4 波片转角为时，产生的是圆偏振光。将此图像与上一图像进行比较， 立刻 1/4 波片转 20 度与转 40 度时的
9、图像进行比较：可知 45 度岁月电流强度的最大值较小，最小值较大，最大值与最小值之差减小了。而且 45 度与 20 度时产生极值的角度值发生了变化。这些都是由于1/4 波片角度发生了改变，使合成的偏振状态也发生了改变。【解析谈论】7v1.0可编写可更正1 实验中获得的数据与理想情况仍是有必然的误差。由于在实验室中，好多组实验在同时进行，光是很敏感的，自己的仪器受其他实验产生的光的影响还是很大的。我们在实验尽量挡住其他方向来的光，这样使实验结果趋于理想。2 关于实验中零点的取值： 我们在实验中发现有连续的好几个数据点的值都是0，这样就不好采用 0 点，所以就大体取中间的一个数据点作为 0 点，最后统计数据时发现有时这个 0 点的采用仍是有误差的，所以在实验报告中对个别零点进行了调整。【思虑题】1. 答：当时，透射光是入射自然光强的1/3 ；当时，透射光是最大透射光强的1/3 ，由于最大透射光强就是入射自然光强。2. 答：在相互正交的偏振片和中间插进一块 1/4 波片，使其光轴跟起偏器的光轴平行，那么透过起偏器的光斑是暗的 , 由于经过后的出射光为振动方向平行 1/4 波片光轴得平面，即平行于的光轴。将转动 90 度后，光斑变成亮的，由于这时的光轴与的光轴也平行了。3. 答：在第二题中若是用1/2 波片代替 1/4 波片，结果是同样的。
