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偏振光的观察与研究实验报告

偏振光的观察与研究实验报告

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偏振光的观察与研究实验报告

偏振光的观察与研究实验报告

一、实验目的

１.观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。

2.了解偏振光的产生和检验方法。

3.观测椭圆偏振光和圆偏振光。

二、实验仪器

偏振光观察与研究的实验装置包括一下几个部分：

光源(可发出多种类型激光)，偏振片，波晶片(λ/２和λ/４波长)，光屏。

光源：双击实验桌上光源小图标弹出光源的调节窗体。单击调节窗体的光源开关可以切换光源开关状态;可以选择光源发出光的类型,包括自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、线偏振光、部分偏振光。光源默认发出是自然光。

偏振片：双击桌面上偏振片小图标,弹出偏振片的调节窗体。初始化时偏振片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准。最大旋转范围为360°，最小刻度为１°。可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转偏振片。

波晶片：分为λ/2和λ/4波长波片，双击桌面上波晶片小图标,弹出波晶片的调节窗体。初始化时波晶片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。最大旋转范围为360°,最小刻度为1°。

三、实验原理

1.偏振光的概念和产生:

光的偏振是指光的振动方向不变,或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光。

反射光中的垂直于入射面的光振动(称s分量）多于平行于入射面的光振动(称ｐ?分量）;而透射光则正好相反。在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象,即入射角为一特定值时，反射光成为完全线偏振光(s分量）。折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直。

2．改变偏振态的方法和器件：

①光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，利用光学双折射的原理制成的;

②偏振片:它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.

马吕斯定律：马吕斯在1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I1=I0cos

波晶片：又称位相延迟片，是从单轴晶体中切割下来的平行平面板,由于波晶片内的速度v0，ve不同，所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同。当两光束通过波晶片后o光的位相相对于e光多延迟了Δ＝２π（n0-ne）ｄ/λ，若满足(ne-n0)d=±λ／4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片,若满足(ne-n0)d=

3.借助检偏器和1／4波晶片检验光的５种偏振态:

①只用检偏器(转动)：

对于线偏光可以出现极大和消光现象。

对于椭圆偏光和部分偏光可以出现极大和极小现象。

对于圆偏光和非偏光各方向光强不变。

②用１／4波晶片和检偏器（转动）：

对于非偏光（自然光）各方向光强不变。

对于圆偏光出现消光现象（原因)。

对于部分偏光仍出现极大和极小现象。

对于椭圆偏光，当把1/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象（原因)。

4:实验内容

5：实验总结