大物實(shí)驗(yàn)2二級(jí)偏振光的研究

預(yù)習(xí)總分實(shí)驗(yàn)報(bào)評(píng)分 信 07級(jí)10 :李鉞 日期 No.實(shí)驗(yàn)偏振光的研實(shí)驗(yàn)掌握分光計(jì)的工作原理，熟悉偏振光的原理和性質(zhì)；驗(yàn)證定律；根據(jù)布儒斯特定律測(cè)定介質(zhì)的折射率。實(shí)驗(yàn)WJF—X-A型數(shù)字式檢流計(jì)，半導(dǎo)體激光器，起偏器，檢偏器，平面鏡，λ/4晶片。實(shí)驗(yàn)光器諧振腔中可以利用布儒斯特角使輸出的激光束是線偏振光。的特殊現(xiàn)象，而且此時(shí)的反射光線和折射光線垂直。如圖，i，

sin

nsin

→tanisin

sin

n2

0 0PPS

n1

1

i0為布儒斯角，所以通過測(cè)量布儒斯特角的大小可以測(cè)量介質(zhì)的折射率。②利用多次透射的方法也可以產(chǎn)生偏振光，使用由晶體的雙折射原理制成的光學(xué)棱鏡（如尼科耳棱鏡、格蘭棱鏡等，在晶體中存在一個(gè)光軸方向，當(dāng)光束沿著這個(gè)方向時(shí)不，偏離這個(gè)方向時(shí)將為兩束——尋常光（o光，非尋常光（e光，兩者都是線偏振光，且在光矢量的振動(dòng)方向互相垂直。改變?nèi)肷涔饩€方向找到光軸方向，沿此方向，o光e光速度相等、折射率相同，o光電矢量的振動(dòng)方向垂直于o光主平面，e光電矢量的振動(dòng)方向平行于e光主平面。格蘭棱鏡由兩塊方解石直角棱鏡構(gòu)成，棱鏡間有空氣間隙，光軸平行于棱。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鏡射出。③利用偏振片——聚乙烯醇塑膠膜制成，膠膜只允許垂直于排列方向的光振動(dòng)通過，因而產(chǎn)生線偏振光。本實(shí)驗(yàn)中采用偏振片作為起偏器和檢偏器。改變光的偏振態(tài)的元件——波晶片由于波晶片內(nèi)的速度v,e不同，故oe通過波晶片的光也不同。o的位相相對(duì)于e光延遲量為2

ne)d，若滿

)d4，即為4片，若滿足

)d2，為2片，若滿足(neno)d，即2為全波片。波晶片可以用來檢驗(yàn)和改變光的偏振態(tài)，在起偏器后加上一個(gè)/4波 圖3格蘭棱鏡起偏、檢偏原 圖 定律：完全線偏振光通過檢偏器后的光強(qiáng)可0IIcos2（α是檢偏器和起偏器偏振方向的夾角0實(shí)驗(yàn)步驟&調(diào)節(jié)儀器：①調(diào)節(jié)檢流計(jì)零點(diǎn)旋鈕，使數(shù)據(jù)顯示為-0（負(fù)號(hào)爍，檢流計(jì)量程選擇4檔；②打開激光器，調(diào)節(jié)分光計(jì)螺絲使的光點(diǎn)，鎖緊止動(dòng)螺釘，安裝好起偏器和檢偏器。觀察消光現(xiàn)象：使起偏器P1偏振方向的絕對(duì)角度為，檢偏器P2偏振方向的絕對(duì)角度為9，輕微旋轉(zhuǎn)微調(diào)使光強(qiáng)最弱直至消失，此時(shí)檢流計(jì)顯示電流值為垂直時(shí)達(dá)到消光狀態(tài)。10I92010I9201I29理論圖如理論圖與實(shí)際測(cè)量圖相比較（紅色為理論曲線，黑色為實(shí)測(cè)曲線總結(jié)：圖像相似度非常高，可準(zhǔn)確驗(yàn)證定律成立心，旋物臺(tái)使平面鏡光面反射光垂直反射回激光器入射方0由布儒斯特定律tanin2ntan n1，不確定0n n1nnx ，n

，uA

，

BB

/Cn(x2i n1(xin2 n(nnn(x2i n1(xin2 n(nn(tPuA)22Bp.9nσuu0u0u0nu099(n)0.043182.87% 實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差在置信概率P=0.99小于5%，達(dá)到要求。由玻璃的折射率為1.5，與標(biāo)準(zhǔn)值比較計(jì)算相對(duì)誤差n1.502-1.50.13%1，非常精確 故最終結(jié)果折射率nn=1.502±0.006；P=0.68n=1.502±0.019；P=0.95n=1.502±0.043；P=0.99選作實(shí)驗(yàn)：起偏器后加上一個(gè)4波片，旋轉(zhuǎn)起偏器P使其偏振方向的絕對(duì)0和30時(shí)，電流在P偏振方向的絕對(duì)角度為數(shù)據(jù)表格如P角度為0II27P角度為30II誤差光強(qiáng)同發(fā)