偏振光實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論

精品學(xué)習(xí)資料范文偏振光實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論篇一：實(shí)驗(yàn)報(bào)告--偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

姓名：*****班級(jí)：*****學(xué)號(hào)：*****實(shí)驗(yàn)成績(jī)：同組姓名：****實(shí)驗(yàn)日期：*****指導(dǎo)教師：批閱日期：

偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．觀察光的偏振現(xiàn)象，驗(yàn)證馬呂斯定律；2．了解1/2波片、1/4波片的作用；

3．掌握橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生與檢測(cè)。

實(shí)驗(yàn)原理

1．光的偏振性光是一種電磁波，由于電磁波對(duì)物質(zhì)的作用主要是電場(chǎng)，故在光學(xué)中把電場(chǎng)強(qiáng)度E稱為光矢量。在垂直于光波傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有不同的振動(dòng)方向，通常把光矢量保持一定振動(dòng)方向上的狀態(tài)稱為偏振態(tài)。如果光在傳播過程中，若光矢量保持在固定平面上振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)稱為平面振動(dòng)態(tài)，此平面就稱為振動(dòng)面（見圖１）。此時(shí)光矢量在垂直與傳播方向平面上的投影為一條直線，故又稱為線偏振態(tài)。若光矢量繞著傳播方向旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)描繪的軌道為一個(gè)圓，這種偏振態(tài)稱為圓偏振態(tài)。如光矢量端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的軌跡為一橢圓，就成為橢圓偏振態(tài)（見圖2）。

2．偏振片

雖然普通光源發(fā)出自然光，但在自然界中存在著各種偏振光，目前廣泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性獲得偏振光（有些各向同性介質(zhì)，在某種作用下會(huì)呈現(xiàn)各向異性，能強(qiáng)烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通過其垂直分量，從而使入射的自然光變?yōu)槠窆?，介質(zhì)的這種性質(zhì)稱為二向色性。）。偏振器件即可以用來使自然光變?yōu)槠矫嫫窆狻鹌?，也可以用來鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光——檢偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作檢偏的偏振器件叫做檢偏器。實(shí)際上，起偏器和檢偏器是通用的。

3．馬呂斯定律

設(shè)兩偏振片的透振方向之間的夾角為α，透過起偏器的線偏振光振幅為A0，則透過檢偏器

的線偏振光的強(qiáng)度為

I

式中I0為進(jìn)入檢偏器前（偏振片無吸收時(shí)）線偏振光的強(qiáng)度。

4．橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生；1/2波片和1/4波片的作用當(dāng)線偏振光垂直射入一塊表面平行于光軸的晶片時(shí)，若其振動(dòng)面與晶片的光軸成α角，該線偏振光將分為e光、o光兩部分，它們的傳播方向一致，但振動(dòng)方向平行于光軸的e光與振動(dòng)方向垂直于光軸的o光在晶體中傳播速度不同，因而產(chǎn)生的光程差為

位相差為

式中ne為e光的主折射率，no為o光的主折射率（正晶體中，δ＞0，在負(fù)晶體中δ＜0）。d為晶體的厚度，如圖4所示。當(dāng)光剛剛穿過晶體時(shí)，此兩光的振動(dòng)可分別表示如下：

式中

軌跡方程

原理圖

全波片1/2波片1/4波片

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

說明：以下的所有測(cè)量數(shù)據(jù)中，電流的單位為，角度的單位為角度。

作的函數(shù)圖像：

Origin的數(shù)據(jù)分析：

LinearRegressionthroughoriginforDATA2_B(轉(zhuǎn)自：wWw.bdF千葉帆文摘:偏振光實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論):Y=B*X

ParameterValueError

------------------------------------------------------------

A0--

B0.209284.62343E-4

------------------------------------------------------------

RSDNP

------------------------------------------------------------0.999910.00162310.0001

------------------------------------------------------------

從以上的分析可知，電流大小I關(guān)于兩偏振片的夾角余弦的平方的數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線擬合的相關(guān)系數(shù)r=0.99191，可知實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)點(diǎn)與理論值匹配。

說明：最后兩個(gè)數(shù)據(jù)沒測(cè)，是因?yàn)樵谧龅臅r(shí)候一時(shí)疏忽了，最后想要補(bǔ)做時(shí)，時(shí)間已晚，老師建議我們不做了。

檢偏器的平均角度差度

由上面的數(shù)據(jù)可以明顯地看出，1/2波片每轉(zhuǎn)10度，檢偏器就需要轉(zhuǎn)20度，與理論值吻合。

觀察：檢偏片固定，將1/2波片轉(zhuǎn)過360°，能觀察到4次消光；1/2波片固定，將檢偏片

轉(zhuǎn)過360°，能觀察2次消光。由此分析線偏振光通過1/2波片后，光的偏振狀態(tài)是：光的偏振面偏離原來的角度是波片光軸偏離角度的2倍。

3．用1/4波片產(chǎn)生圓偏振光和橢圓偏振光

作角度與電流的極坐標(biāo)函數(shù)圖：

I~

在此基礎(chǔ)上作振幅與角度的函數(shù)圖：A~

分析：可以看出，該極坐標(biāo)函數(shù)圖象成“雙橢圓餅”形，在檢偏器所轉(zhuǎn)的0~360度之間，共達(dá)到兩次消光，兩次最大值，這正是橢圓偏振光的長(zhǎng)軸和短軸的位置。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖中可以看出，圖像少有傾斜，在20度和200度左

篇二：偏振光的研究最好最完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

偏振光的研究最好最完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：偏振光的研究我的班級(jí)：本碩111班我的姓名：龔林吉我的學(xué)號(hào)：5701111066實(shí)驗(yàn)老師：袁吉仁（T035）實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2012年10月23日下午13:00偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066目錄偏振光的研

究...................................................................................................................................2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

的...................................................................................................................................2二、實(shí)驗(yàn)原

理...................................................................................................................................22.1光的偏振

性.......................................................................................................................22.2偏振

片...............................................................................................................................32.3馬呂斯定

律.......................................................................................................................42.4橢圓偏振光、圓偏振光的產(chǎn)生和四分之一波片的作用...............................................4三、實(shí)驗(yàn)儀

器...................................................................................................................................5四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操

作.......................................................................................................................54.1驗(yàn)證線偏振光（即馬呂斯定

律）...................................................................................54.2驗(yàn)證橢圓偏振光含圓偏振

光.......................................................................................5五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處

理...............................................................................................................65.1驗(yàn)證馬拉斯定

律...............................................................................................................65.2驗(yàn)證橢圓偏振光（含圓偏振

光）...................................................................................7°5.2.1當(dāng)1/4波片在α0

時(shí)............................................................................................7°

5.2.2當(dāng)1/4波片轉(zhuǎn)到α30

時(shí)......................................................................................8°

5.2.3當(dāng)1/4波片轉(zhuǎn)到α45

時(shí)......................................................................................9六、實(shí)驗(yàn)結(jié)

論.................................................................................................................................106.1驗(yàn)證馬呂斯定律實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分

析.................................................................................116.2驗(yàn)證橢圓偏振光（含圓偏振光）實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分

析.....................................................11七、實(shí)驗(yàn)思考與討

論...................................................................................................

..................12八、注意事

項(xiàng).................................................................................................................................13九、實(shí)驗(yàn)心得與體

會(huì).....................................................................................................................13十、參考資

料.................................................................................................................................13十一、附

錄.....................................................................................................................................131偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066偏振光的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察光的偏振現(xiàn)象，加深對(duì)光波傳播規(guī)律的理解。2、掌握產(chǎn)生和檢驗(yàn)偏振光的條件和方法。3、驗(yàn)證馬呂斯定律。4、用1/4波片產(chǎn)生橢圓偏振光和圓偏振光，并驗(yàn)證橢圓偏振光。5、學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)軟件畫數(shù)據(jù)分析圖。二、實(shí)驗(yàn)原理2.1光的偏振性光是一種電磁波，由于電磁波對(duì)物質(zhì)的作用主要是電場(chǎng)，故在光學(xué)中把電場(chǎng)強(qiáng)度E稱為光矢量。光波是波長(zhǎng)較短的電磁波，電磁波是橫波，光波中的電矢量與波的傳播方向垂直。光的偏振觀象清楚地顯示了光的橫波性。光大體上有五種偏振態(tài)，即線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光、自然光和部分偏振光。而線偏振光和圓偏振光又可看作橢圓偏振光的特例。2.1.1自然光光是由光源中大量原子或分子發(fā)出的。普通光源中各個(gè)原子發(fā)出的光的波列不僅初相彼此不

相關(guān)，而且光振動(dòng)方向也是彼此不相關(guān)的，呈隨機(jī)分布。在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光矢量都有。平均說來，光矢量具有軸對(duì)稱而且均勻的分布，各方向光振動(dòng)的振幅相同，各個(gè)振動(dòng)之間沒有固定的相聯(lián)系，這種光稱為自然光或非偏振光（如右圖所示）。我們?cè)O(shè)想把每個(gè)波列的光矢量都沿任意取定的x軸和y軸分解，由于各波列的光矢量的相和振動(dòng)方向都是無規(guī)則分布的，將所有波列光矢量的x分量和y分量分別疊加起來，得到的總光矢量的分量Ex和Ey之間沒有固定的相關(guān)系，因而它們之間是不相干的。同時(shí)Ex和Ey的振幅是相等的，即AxAy。這樣，我們可以把自然光分解為兩束等幅的、振動(dòng)方向互相垂直的、不相干的線偏振光。這就是自然光的線偏振表示，如下圖（a）所示。分解的兩束線偏振光具有相等的強(qiáng)度IxIy，又因自然I光強(qiáng)度IIxIy；所以每束線偏振光的強(qiáng)度是自然光強(qiáng)度的1/2，即IxIy2通常用圖（b）的方法表示自然光。圖中用短線和點(diǎn)分別表示在紙面內(nèi)和垂直于紙面的光振動(dòng)，點(diǎn)和短線交替均勻畫出，表示光矢量對(duì)稱而均勻的分布。

2.1.2線偏振光光矢量只沿一個(gè)固定的方向振動(dòng)時(shí)，這種光稱為線偏振光，又稱為平面偏振光。光矢量2偏振光的研究本碩111班龔林吉5701111066的方向和光的傳播方向所構(gòu)成的平面稱為振動(dòng)面，如圖（a）所示。線偏振光的振動(dòng)面是固定不動(dòng)的，圖（b）所示是線偏振光的表示方法，圖

中短豎線表示光振動(dòng)在紙面內(nèi)，點(diǎn)表示光振動(dòng)垂直于紙面。

2.1.3部分偏振光部分偏振光是介于線偏振光與自然光之間的一種偏振光，在垂直于這種光的傳播方向的平面內(nèi)各方向的光振動(dòng)都有，但它們的振幅不相等，如下左圖（a）所示。這種部分偏振光用數(shù)目不等的點(diǎn)和短線表示。在下左圖（b）中，上圖表示在紙面內(nèi)的光振動(dòng)較強(qiáng)，下圖表示垂直紙面的光振動(dòng)較強(qiáng)。要注意，這種偏振光各方向的光矢量之間也沒有固定的相的關(guān)系。2.1.4圓偏振光和橢圓偏振光這兩種光的特點(diǎn)是在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光矢量按一定頻率旋轉(zhuǎn)。如果光矢）量端點(diǎn)軌跡是一個(gè)圓，這種光叫圓偏振光（見上右圖（a）。如果光矢量端點(diǎn)軌跡是一個(gè)橢）圓，這種光叫橢圓偏振光（見上右圖（b）。2.2偏振片偏振片是利用某些有機(jī)化合物晶體的“二向色性”制成的。當(dāng)自然光通過這種偏振片后，光矢量垂直于偏振片透振方向的分量幾乎完全被吸收，光矢量平行于透振方向的分量幾乎完全通過，因此透射光基本上為線偏振光。偏振器件即可以用來使自然光變?yōu)槠矫嫫窆狻鹌?，也可以用來鑒別線偏振光、自然光和部分偏振光—檢偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作檢偏的偏振器件叫做檢偏器。偏振片對(duì)入射光具有遮蔽和透過的功能，可使縱向光或橫向光一種透過，一種遮蔽。它是由偏振膜、內(nèi)保護(hù)膜、壓敏膠層及外保護(hù)膜層壓而成的復(fù)合材料。有黑白和彩色二類，按應(yīng)用又可分

篇三：偏振光的研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告

偏振光

的

研

究

班級(jí)：物理實(shí)驗(yàn)班21學(xué)號(hào)：2120909006姓名：黃忠政

光的偏振現(xiàn)象是波動(dòng)光學(xué)的一種重要現(xiàn)象，它的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了光是橫波，即光的振動(dòng)垂直于它的傳播方向。光的偏振性質(zhì)在光學(xué)計(jì)量、光彈技術(shù)、薄膜技術(shù)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.了解產(chǎn)生和檢驗(yàn)偏振光的原理和方法；

2.了解各種偏振片和波片的作用。

二．實(shí)驗(yàn)裝置；

計(jì)算機(jī)，格蘭陵鏡，1/2、1/4波片，調(diào)節(jié)支架，光電接系統(tǒng)，激光器。

三．實(shí)驗(yàn)原理：

1.偏振光的概念和基本規(guī)律

（1）偏振光的種類

光波是一種電磁波，根據(jù)電磁學(xué)理論，光波的矢量E、磁矢量H和光的傳播方向三者相互垂直，所以光是橫波。通常人們用電矢量E代表光的振動(dòng)方向，而電矢量E和光的傳播方向所構(gòu)成的平面稱為光波的振動(dòng)面。

普通光源發(fā)出的光是由大量原子或分子的自發(fā)輻射所產(chǎn)生的，它們所發(fā)射的光的電矢量在各個(gè)方向振動(dòng)的幾率相同，稱為自然光。電矢量的振動(dòng)方向始終沿某一確定方向的光，稱為線偏振光或平面偏振光。若電矢量在各個(gè)方向都振動(dòng)，但在某個(gè)固定方向占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這種光稱為部分偏振光，電矢量的末端在垂直于光傳播方向的任一平面內(nèi)做橢圓（或圓）運(yùn)動(dòng)的光，稱為橢圓（或圓）偏振光。各種偏振光的電矢量E如圖1所示，注意光的傳播方向垂直于紙面。

（2）偏振光、波片和偏振光的產(chǎn)生

通常的光源都是自然光，研究光的偏振性質(zhì)，必須采