实验报告--偏振光学实验.doc
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1、实 验 报 告姓名: * 班级: * 学号: * 实验成绩:同组姓名:* 实验日期:* 指导教师: 批阅日期:偏振光学实验 【实验目的】1观察光的偏振现象,验证马吕斯定律;2了解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光的偏振性光是一种电磁波,由于电磁波对物质的作用主要是电场,故在光学中把电场强度E 称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内,光矢量可能有不同的振动方向,通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。如果光在传播过程中,假设光矢量保持在固定平面上振动,这种振动状态称为平面振动态,此平面就称为振动面见图。此时光矢量在垂直与
2、传播方向平面上的投影为一条直线,故又称为线偏振态。假设光矢量绕着传播方向旋转,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。实用文档.2偏振片虽然普通光源发出自然光,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,在某种作用下会呈现各向异性,能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量,而通过其垂直分量,从而使入射的自然光变为偏振光,介质的这种性质称为二向色性。偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光起偏,也可以用来鉴别线偏振光、自然光和局部偏振光检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器
3、,用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上,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A0,那么透过检偏器的线偏振光的强度为I实用文档.式中I0 为进入检偏器前偏振片无吸收时线偏振光的强度。4椭圆偏振光、圆偏振光的产生;1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块外表平行于光轴的晶片时,假设其振动面与晶片的光轴成角,该线偏振光将分为e 光、o 光两局部,它们的传播方向一致,但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同,因而产生的光程差为 位相差为 式中ne 为e 光的主折射率,no 为o 光的主折射率正
4、晶体中, 0,在负晶体中 0。d 为晶体的厚度,如图4 所示。当光刚刚穿过晶体时,此两光的振动可分别表示如下:式中 轨迹方程实用文档.原理图全波片 1/2 波片 1/4 波片【实验数据记录、实验结果计算】说明:以下的所有测量数据中,电流的单位为 ,角度的单位为角度。1 验证马吕斯定律角度061218243036421电流实用文档.角度48546066727884900电流角度96102108114120126132138电流角度1441501561621681741801电流作的函数图像:实用文档.Origin的数据分析:Linear Regression through origin for
5、 DATA2_B:Y = B * XParameterValueError-A0-RSDNP实用文档.-从以上的分析可知,电流大小I关于两偏振片的夹角余弦的平方的数据点的直线拟合的相关系数r=0.99191 ,可知实际测得的数据点与理论值匹配。2 线偏振光通过1/2 波片时的现象和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018385880100120140-检偏器的角度差-18202022202020-说明:最后两个数据没测,是因为在做的时候一时疏忽了,最后想要补做时,时间已晚,教师建议我们不做了。检偏器的平均角度差 度由上面的数据可以明
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