偏振光物理实验报告.docx
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偏振光物理实验报告
偏振光物理实验报告
篇一：
实验报告_偏振光的产生和检验实验题目偏振光的产生和检验实验记录与数据处理1．线偏振光的获得与检验1）器件光路示意图（2分）：
3）贴图（3分）：
曲线（直角坐标）2．椭圆偏振光的获得与检验1）器件光路示意图（2分）：
3）贴图（5分）：
15°和45°的曲线图（极坐标）光强与检偏器角度的关系（?
=15?
）光强与检偏器角度的关系（?
=45?
）3.1/2波片的研究1）器件光路示意图（2分）：
3）结论（2分）：
关系：
根据数据可得，在误差允许的范围内，△?
=2△?
。
4．玻璃起偏与Brewster角的测定1）器件光路示意图（2分）：
2）Brewster角ip的测量记录（1分）3）玻璃的折射率（3分）。
n?
n0tanip?
1.000277*tan51.8?
玻璃折射率为n?
1.271125结论与讨论1.由实验一可得，在振动方向与透视轴夹角从90°减少至0°过程中，透视光强度逐渐由零增至最大值，与马吕斯定律I=Iocos?
相符合。
2.由实验二可得，当入射光与玻片夹角β=0°，透过检偏器的光强最小，可知透过1/4玻片得到的是沿玻片慢轴的线偏振光；当β=15°，旋转检偏器一周后，得到的光强呈周期性变化，且最小值与最大值差值较大，光强最大值小于实验一中线偏振光的光强，再根据I~?
曲线图即可知透过1/4玻片得到的是椭圆偏振光；当β=45°，旋转检偏器一周后，发现得到的光强变化不大，且光强大小界于β=15°时椭圆偏振光的光强最大值和最小值之间，再根据I~?
曲线图即可知透过1/4玻片得到的是圆偏振光。
3.由实验三可得，线偏振光经过1/2玻片后仍为线偏振光，振动方向旋转了2?
（?
为入射光的偏振方向与玻片慢轴方向的夹角）。
4.实验四产生较大误差，误差原因为由于光线变化较小，且很难做到消光。
故人为判断的影响较大。
前三个实验误差产生的原因主要来源于调节玻片和检偏器时对旋转角度的读数不能十分精准。
课后问题（5分）讨论：
如何利用波片与偏振光片判别圆偏振光与自然光？
答：
1.已知圆偏振光经过1/4玻片后形成线偏振光，而自然光经过1/4玻片后仍为自然光，故可以用1/4玻片进行区分。
2.让光束透过1/4玻片+偏振片，旋转偏振片，透射光发生变化的为圆偏振光，透射光不发生变化的为自然光。
故可用玻片+偏振片进行区分。
报告成绩（满分30分）：
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指导教师签名：
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日期：
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篇二：
偏振光的研究最好最完整的实验报告偏振光的研究最好最完整的实验报告物理实验报告实验名称：
偏振光的研究我的班级：
本硕111班我的姓名：
龚林吉我的学号：
5701111066实验老师：
袁吉仁（T035）实验时间：
2012年10月23日下午13:
00偏振光的研究本硕111班龚林吉5701111066目录偏振光的研究...................................................................................................................................2一、实验目的...................................................................................................................................2二、实验原理...................................................................................................................................22.1光的偏振性.......................................................................................................................22.2偏振片...............................................................................................................................32.3马吕斯定律.......................................................................................................................42.4椭圆偏振光、圆偏振光的产生和四分之一波片的作用...............................................4三、实验仪器...................................................................................................................................5四、实验内容与操作.......................................................................................................................54.1验证线偏振光（即马吕斯定律）...................................................................................54.2验证椭圆偏振光含圆偏振光.......................................................................................5五、实验数据记录与处理...............................................................................................................65.1验证马拉斯定律...............................................................................................................65.2验证椭圆偏振光（含圆偏振光）...................................................................................7°5.2.1当1/4波片在α0时............................................................................................7°5.2.2当1/4波片转到α30时......................................................................................8°5.2.3当1/4波片转到α45时......................................................................................9六、实验结论.................................................................................................................................106.1验证马吕斯定律实验的结果分析.................................................................................116.2验证椭圆偏振光（含圆偏振光）实验的结果分析.....................................................11七、实验思考与讨论.....................................................................................................................12八、注意事项.................................................................................................................................13九、实验心得与体会.....................................................................................................................13十、参考资料.................................................................................................................................13十一、附录.....................................................................................................................................131偏振光的研究本硕111班龚林吉5701111066偏振光的研究一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的理解。
2、掌握产生和检验偏振光的条件和方法。
3、验证马吕斯定律。
4、用1/4波片产生椭圆偏振光和圆偏振光，并验证椭圆偏振光。
5、学会用计算机软件画数据分析图。
二、实验原理2.1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。
光波是波长较短的电磁波，电磁波是横波，光波中的电矢量与波的传播方向垂直。
光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。
光大体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。
而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。
2.1.1自然光光是由光源中大量原子或分子发出的。
普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关，而且光振动方向也是彼此不相关的，呈随机分布。
在垂直于光传播方向的平面内，沿各个方向振动的光矢量都有。
平均说来，光矢量具有轴对称而且均匀的分布，各方向光振动的振幅相同，各个振动之间没有固定的相联系，这种光称为自然光或非偏振光（如右图所示）。
我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解，由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的，将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来，得到的总光矢量的分量Ex和Ey之间没有固定的相关系，因而它们之间是不相干的。
同时Ex和Ey的振幅是相等的，即AxAy。
这样，我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。
这就是自然光的线偏振表示，如下图（a）所示。
分解的两束线偏振光具有相等的强度IxIy，又因自然I光强度IIxIy；所以每束线偏振光的强度是自然光强度的1/2，即IxIy2通常用图（b）的方法表示自然光。
图中用短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动，点和短线交替均匀画出，表示光矢量对称而均匀的分布。
2.1.2线偏振光光矢量只沿一个固定的方向振动时，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。
光矢量2偏振光的研究本硕111班龚林吉5701111066的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面，如图（a）所示。
线偏振光的振动面是固定不动的，图（b）所示是线偏振光的表示方法，图中短竖线表示光振动在纸面内，点表示光振动垂直于纸面。
2.1.3部分偏振光部分偏振光是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光，在垂直于这种光的传播方向的平面内各方向的光振动都有，但它们的振幅不相等，如下左图（a）所示。
这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。
在下左图（b）中，上图表示在纸面内的光振动较强，下图表示垂直纸面的光振动较强。
要注意，这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。
2.1.4圆偏振光和椭圆偏振光这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量按一定频率旋转。
如果光矢）量端点轨迹是一个圆，这种光叫圆偏振光（见上右图（a）。
如果光矢量端点轨迹是一个椭）圆，这种光叫椭圆偏振光（见上右图（b）。
2.2偏振片偏振片是利用某些有机化合物晶体的“二向色性”制成的。
当自然光通过这种偏振片后，光矢量垂直于偏振片透振方向的分量几乎完全被吸收，光矢量平行于透振方向的分量几乎完全通过，因此透射光基本上为线偏振光。
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、自然光和部分偏振光—检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽。
它是由偏振膜、内保护膜、压敏胶层及外保护膜层压而成的复合材料。
有黑白和彩色二类，按应用又可分篇三：
实验报告--偏振光学实验实验报告姓名：
*****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，若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１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若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）。
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、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，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α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I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表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为e光、o光两部分，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（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜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。
作的函数图像：
Origin的数据分析：
LinearRegressionthroughoriginforDATA2_B:
Y=B*XParameterValueError------------------------------------------------------------A0--B0.209284.62343E-4------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.999910.00162310.0001------------------------------------------------------------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。
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，老师建议我们不做了。
检偏器的平均角度差度由上面的数据可以明显地看出，1/2波片每转10度，检偏器就需要转20度，与理论值吻合。
观察：
检偏片固定，将1/2波片转过360°，能观察到4次消光；1/2波片固定，将检偏片转过360°，能观察2次消光。
由此分析线偏振光通过1/2波片后，光的偏振状态是：
光的偏振面偏离原来的角度是波片光轴偏离角度的2倍。
3．用1/4波片产生圆偏振光和椭圆偏振光作角度与电流的极坐标函数图：
I~在此基础上作振幅与角度的函数图：
A~分析：
可以看出，该极坐标函数图象成“双椭圆饼”形，在检偏器所转的0~360度之间，共达到两次消光，两次最大值，这正是椭圆偏振光的长轴和短轴的位置。
实验数据图中可以看出，图像少有倾斜，在20度和200度左
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