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偏振光实验报告.docx

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偏振光实验报告.docx

文档介绍

文档介绍:
实验原理:某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振
光有强烈吸收,而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少 (吸
收o光,通过e光),这种对线偏振光的强烈的选择吸收性质,叫 做二向色性。具有二向色性的晶体叫做偏振片。
偏振片可作为起偏器。自然光通过偏振片后,变为振动面平行
图1
图1中靠近光源的偏振片Pi为起偏器,设经过R后线偏振光 振幅为Ao (图2所示),光强为I。。P2与Pi夹角为,因此经P2后 的线偏振光振幅为 A A0 cos ,光强为I A2 cos2 I。cos2 , 此式为马吕斯定律。
实验数据及图形:
从图形中可以看出符合余弦定理,数据正确。
,1/4波片作用
实验原理:偏振光垂直通过波片以后,按其振动方向(或振 动面)分解为寻常光(。光)和非常光(e光)。它们具有相同的 振动频率和固定的相位差(同波晶片的厚度成正比),若将它们投 影到同一方向,就能满足相干条件,实现偏振光的干涉。
分振动面的干涉装置如图3所示,M和N是两个偏振片,C是 波片,单色自然光通过 M变成线偏振光,线偏振光在波片 C中分 解为o光和e光,最后投影在N上,形成干涉。
考虑特殊情况,当MlN时,即两个偏振片的透振方向垂直时,
出射光强为:I E年冶22 )(1 cos );当m// n时,即两个偏振 4
片的透振方向平行时,出射光强为:
I// —(1 2sin2 cos2 2sin2 cos2 cos )。其中 8 为波片光轴
2
与M透振方向的夹角,6为。光和e光的总相位差(同波晶片的 厚度成正比)。改变8、6中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
2
sin 2
当 6 = (2k+1)兀(1/2 波片)时,cos 6 =-1 , i
出射光强最大,]〃 ]0(1 sin 22 )/2 ,出射光强最小;当6
=[(2k+1 )九]/2 (1/4 波片)时,cos 6 =0 ,
I —(sin 之 2 ), I 〃 — (2 sin 2 2 ) 0
4 4
特别地,利用1/4波片我们还可以得到圆偏振光和椭圆偏振
光。当8 =45度时,得到圆偏振光,此时让偏振片 N旋转一周,屏 幕上光强不变。一般情况下,得到的是椭圆偏振光,让偏振片 N 旋转一周,屏幕上的光斑“两明两暗”。
实验结果:
半波片实验数据表:
1/4波片实验数据:
结论:线偏振光通过1/4波片后可能变成圆偏振光,椭圆偏振光 也有可能仍是线偏振光。

实验原理:线偏振光通过某些物质的溶液后,偏振光的振 动面将旋转一定的角度,这种现象称为旋光现象。旋转的角度 称为该物质的旋光度。通常用旋光仪来测量物质的旋光度。溶 液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、 溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。当其它条件 均固定时,旋光度与溶液浓度 C呈线性关系即
C
(5-1)
比例常数与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度 及光的波长等有关, C为溶液的浓度。物质的旋光能力用比旋
t
光度即旋光率来度量,旋光率用下式表示: l C
(5-2)
(5-2)式中,右上角的t表示实验时温度(单位:C ),是 指旋光仪采用的单色光源的波长 (单位:nm), 9为测得的旋 光度(0), l为样品管的长度(单位:dm), C为溶液浓度(单位: g/100mL)。
由(5-2)式可知:
偏振光的振动面是随着光在旋光物质中向前进行 而逐渐
旋转的,因而振动面转过角度 9透过的长度l成正比。振动
面转过的角度 9不仅与透过的长度 l成正比,而且还与溶液 浓度C成正比[14]。
如果已知待测溶液浓度 C和液柱长度l ,只要测出旋光度
9就可以计算出旋光率。如果已知液柱长度为 l固定值,可
依次改变溶7的浓度 C,就可以测得相应旋光度 9。并作旋光
度与浓度的关系直线 9 ~C,从直线斜率、液桩长度 l及溶液
浓度C,可计算出该物质的旋光率;同样,也可以测量旋光性 溶液的旋光度 9 ,确定溶液的浓度 C。旋光性物质还有右旋和
左旋之分。当面对光射来方向观察,如果振动面按顺时针方向
旋转,则称右旋物质;如果振动面向逆时针方向旋转,称左旋 物质。 测量葡萄糖水溶液的浓度
将已经配置好的装有不同的容积克浓度 ( 单位: g/100mL)
的葡萄糖。水溶液的样品管放到样品架上,测出不同浓度 C下
旋光度值。并同时记录测量环境温度和记录激光波长
葡萄糖水溶液的浓度配制成 C0 、 C0/2 、 C0/4 、 C0/8 , 0( 纯
水,浓度为零),共5种试样,浓度 C0取30%&右为宜。分别 将不用浓度溶液注入相同长

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