实验十一 偏振现象的观察与分析.doc

文档介绍：实验十一_偏振现象的观察与分析
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实验十一 偏振现象的观察与分析
光波是电磁波，其电矢量的振动方向垂直于传播方向，是横波．由于普通光源各原子分子发光的随机和无序性，光波电矢量的分布〔方向和大小〕对传播方向来说是对称的，反响不出横波特点，这种光称为自然光．如果限制了某振动方向的光而使光线的电矢量分布对其传播方向不再对称时，这种光称为偏振光．对于偏振现象的研究在光学开展史中有很重要的地位，光的偏振使人们对光的传播〔反射、折射、吸收和散射〕规律有了更透彻的认识，本实验将对光偏振的根本性质进展观察、分析和研究．
·实验目的
1. 观察光的偏振现象，掌握产生和检验偏振光的原理和方法，学会确定偏振片的透振方向，验证马吕斯定律；
2．用反射起偏法测量平面玻璃的布儒斯特角，求得玻璃的折射率；
3．了解λ/4波片、λ/2波片的工作原理和作用〔任选其中局部内容〕；
·实验仪器
光具座，He—Ne激光器，光点检流计，光电转换装置，GPS-Ⅱ 型偏振光实验仪〔包括偏振片×2，λ/4波片×2，λ/2波片×2，反面涂黑的玻璃片及刻度支架，小孔光阑，白屏〕．
图1 实验仪器〔重拍〕
偏振片及刻度旋转装置：由直径为2cm的偏振片固定在转盘上制成，转盘上指针的位置不一定是偏振片的透振方向．
波片及刻度旋转装置：由直径为2cm的波片固定在转盘上制成，转盘上指针的位置不一定是波片的快轴或慢轴的位置．
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·实验原理
从自然光获得偏振光的方法有3种，即利用二向色性的材料制作的偏振片；利用晶体的双折射性质做成的偏振棱镜；利用光学各向同性的两介质分界面上的反射和折射．本实验中所用的偏振片是利用二向色性的材料制作的．
一、起偏、检偏与马吕斯定律
将自然光变成偏振光的过程称为起偏，检查偏振光的装置称为检偏．按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为：
〔12-1〕
式中I0为入射线偏光的光强，为入射光偏振方向与检偏器透振轴之间的夹角．显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I将发生周期性变化．当=时，透射光强度最大；当=时，透射光强度最小〔消光状态〕；当<<时，透射光强度介于最大值和最小之间．因此，根据透射光强度变化的情况，可以区别光的不同偏振状态．
实验