大物實(shí)驗(yàn)光的偏振實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)光的偏振姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班實(shí)驗(yàn)班組號(hào)教師成績(jī)一批閱教師簽名批閱日期一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?熟悉偏振片和波片的工作原理；2搭建合適的實(shí)驗(yàn)光路；3.光的不同偏振態(tài)的轉(zhuǎn)換與檢測(cè)；4學(xué)習(xí)線偏振光的偏振片起偏和檢測(cè)方法，驗(yàn)證馬呂斯定律；5觀測(cè)半波片對(duì)線偏振光振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)作用；6利用1/4波片產(chǎn)生圓偏振光和橢圓偏振光二、實(shí)驗(yàn)原理：1.產(chǎn)生偏振光的元件：一個(gè)方法是利用光在界面反射和透射時(shí)光的偏振現(xiàn)象。反射光中的垂直于入射面的光振動(dòng)（稱(chēng)s分量）多于平行于入射面的光振動(dòng)（稱(chēng)p分量）；而透射光則正好相反。在改變?nèi)肷浣堑臅r(shí)候，出現(xiàn)了一個(gè)特殊的現(xiàn)象，即入射角為一特定值時(shí)，反射光成為完全線偏振光（S分量）。折射光為部分偏振

2、光，而且此時(shí)的反射光線和折射光線垂直，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為布儒斯特定律。如下圖所示：第二種是光學(xué)棱鏡，如格蘭棱鏡格蘭棱鏡由兩塊方解石直角棱鏡構(gòu)成，兩棱鏡間有空氣間隙，方解石的光軸平行于棱鏡的棱。自然光垂直于界面射入棱鏡后分為o光和e光，o光在空氣隙上全反射，只有e光透過(guò)棱鏡射出。如圖：它具有梳狀長(zhǎng)鏈形結(jié)構(gòu)分子，這些分子平行排列在同一方向上，此時(shí)膠膜只允許垂直于排列方向的光振動(dòng)通過(guò)，因而產(chǎn)生線偏振光。2.波晶片又稱(chēng)位相延遲片，是改變光的偏振態(tài)的元件。它是從單軸晶體中切割下來(lái)的平行平面板，由于波晶片內(nèi)的速度vo,ve不同（所以折射率也就不同），所以造成o光和e光通過(guò)波晶片的光程也不同。當(dāng)兩光束通過(guò)波晶片

3、后o光的位相相對(duì)于e光延遲量為：A二丁（_耳）#若滿足（-）d=±W即心=2|imr±中我們稱(chēng)之.為A/4/i,若滿足叫一%）d-mA+A/2t即Al2niTT+我fl'J稱(chēng)Z為A/2）,若満足（nB-na）d=m2±A,U|JA=2mjT±我們稱(chēng)之為全波片（皿為整數(shù)|3. 馬呂斯定律7=70COS2e4. 光的五種偏振態(tài)自然光是各方向振幅相同的光，對(duì)自然光而言，它的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)可取所有可能的方向，沒(méi)有一個(gè)方向占有優(yōu)勢(shì)若把所有方向的光振動(dòng)都分解到相互垂直的兩個(gè)方向上，則在這兩個(gè)方向上的振動(dòng)能量和振幅都相等.線偏振光是在垂直

4、于傳播方向的平面內(nèi)，光矢量只沿一個(gè)固定方向振動(dòng)部分偏振光可以看作自然光和線偏振光混合而成，即它有某個(gè)方向的振幅占優(yōu)勢(shì)。圓偏振光和橢圓偏振光是光矢量末端在垂直于傳播方向的平面上的軌跡呈圓或橢圓。三、實(shí)驗(yàn)儀器光源、兩個(gè)偏振片、1/2波片、1/4波片、光屏四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：1研究入/4波片對(duì)偏振光的影響：(1) 按光路圖使偏振片A和B的偏振軸正交(消光)。然后插入一片入/4波片C(實(shí)際實(shí)驗(yàn)中要使光線盡量穿過(guò)元件的中心)。(2) 以光線為軸先轉(zhuǎn)動(dòng)C使消光，然后使B轉(zhuǎn)過(guò)360°觀察現(xiàn)象。(3)再將C從消光位置轉(zhuǎn)過(guò)15°、30°、45°、60°、75&#

5、176;、90°，每次都將B轉(zhuǎn)過(guò)360°，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(4)將1/4波片偏離快/慢軸30°，產(chǎn)生橢圓偏振光，然后旋轉(zhuǎn)檢偏器一圈，每隔10°，定量測(cè)量0360°內(nèi)光強(qiáng)變化。2研究入/2波片對(duì)偏振光的影響：(1) 使偏振片A和B的偏振軸正交(消光)，并在B和A之間再插入一個(gè)入/2波片C。(2) 以光線為軸將入/2波片C轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度破壞消光現(xiàn)象，再將B轉(zhuǎn)動(dòng)360°，觀察消光現(xiàn)象。(3) 驗(yàn)證馬呂斯定律(4) 將1/2波片偏離快/慢軸30°，產(chǎn)生橢圓偏振光，然后旋轉(zhuǎn)檢偏器一圈，每隔10°，定量測(cè)量0360°內(nèi)光

6、強(qiáng)變化。五、數(shù)據(jù)記錄與處理II實(shí)驗(yàn)敖鋸表梧硏初斗疫月趾倫扼光的彫吃：2、關(guān)光繪為抽先轉(zhuǎn)動(dòng)匚使淌光，然后使呂轉(zhuǎn)過(guò)充曠五憲現(xiàn)皐："答案選項(xiàng)：A:輝發(fā)生變比但不消光住光強(qiáng)發(fā)生變嗨謎翊沒(méi)有牡變化D：某位晝苒光其他位S肖光匡礴園偏振光巳圍偏振光G:線融光H：部分偏振光k按光證圉使1鬲振片氏和B的偏振*日P交(消光)<撚后插入一波片口實(shí)師實(shí)驗(yàn)中要便光線反豎穿過(guò)元件的中心h3.將匚從消光恤苣磚過(guò)15304、&)7590。"頁(yè)我都將B轉(zhuǎn)過(guò)360°,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)越，將上面幾農(nóng)的宴驗(yàn)結(jié)果記錄在表中。逋需片c伽曲115306C7590詞偏振片阻t視察到的現(xiàn)漿B-A”A，VA

7、BT通過(guò)C后光的惋振態(tài)G”t:It卜TJIE-E-GT國(guó)偏光和WS國(guó)偏樂(lè)光胸產(chǎn)生將匚從消光位3軍謝1513045&07590每次都搟5轉(zhuǎn)過(guò)弼丁觀察買(mǎi)驗(yàn)現(xiàn)©將上面幾次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表中(請(qǐng)囲相應(yīng)的答龜偏振片A5罐醞方向?yàn)?°實(shí)翩據(jù)志格耳沁液片對(duì)偏振托的影響1 :使悔振片A和呂的偏振軸丘交（消光）井在A和B之間描入一亍用2浪片匚2 :以光統(tǒng)為鋁將A/2液片轉(zhuǎn)動(dòng)任意角蠱.破壞消光現(xiàn)疑.再將B轉(zhuǎn)動(dòng)抄.觀察消光規(guī)孰改變匚認(rèn)/2渡片）的慢或勵(lì)鈿與激光摂動(dòng)方向之間的夾隹匕硬賓分別劃530斗沢607590120轉(zhuǎn)動(dòng)B到消光feWr記錄角庚0：并將記錄填人下表：逓處鍛片前愷娥快

8、軸與無(wú)片A的方向之間的夾角已德茸龍別為1靈3045607590120轉(zhuǎn)動(dòng)B到消光（姐仇記暈角處歸井記駅數(shù)甌實(shí)觸據(jù)填寫(xiě)（第夫于等于。目小于1帥之間的直輪赧片AflQ透振方向?yàn)?°）SfePskA的方向的夾角日I5304S607S90120朋到消光匹V1120ISO0306090ISO濺片舌版動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)的角夷306090603006d馬呂斯定律1/4波片，30°1/2波片，30°檢偏器位置光強(qiáng)1光強(qiáng)2光強(qiáng)3049.9831.2412.51048.4834.5720.652044.1436.7429.333037.4937.4937.494029.3336.7444.1

9、45020.6534.5748.486012.531.2449.98705.8527.1648.48801.5122.8244.1490018.7437.491001.5115.4229.331105.8513.2520.6512012.512.512.513020.6513.255.8514029.3315.421.5115037.4918.74016044.1422.821.5117048.4827.165.8518049.9831.2412.519048.4834.5720.6520044.1436.7429.3321037.4937.4937.4922029.3336.7444.1423020.6534.5748.4824012.531.2449.982505.8527.1648.482601.5122.8244.14270018.7437.492801.5115.4229.332905.8513.2520.6530012.512.512.531020.6513.255.8532029.3315.421.5133037.4918.74034044.1422.821.5135048.4827.165.8536049.9831.2412.5馬呂斯定律光強(qiáng)11/2波片，30