西安交大大物实验偏振光1

偏振光的研究姓名：专业：班级：学号：一、实验目的：1.了解线偏振光的原理；2.了解线偏振光的性质；3.了解椭圆偏振光的形成原理；二、实验原理：改变偏振态的方法和器件常见的起偏或检偏的元件构成有两种：1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是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=I0cos2α，其中的是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角：本次实验中我们用两块格兰棱镜充当起偏器和检偏器，通过硅光电池的响应电流检测偏光强度的方法来验证马吕斯定律。若n1为空气，则tgi0=n2，这样，当介质折射率一定时，i0就唯一地被确定。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vo,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-n1)d/λ，若满足(ne-no)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(ne-no)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(ne-no)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。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。三、实验内容：1.线偏振光圆偏振光椭圆偏振光自然光部分偏振光出现消光现象光强不变光强有极大值和极小值，同时，偏振片偏振方向垂直光强不变光强有极大值和极小值，同时，偏振片偏振方向垂直2.消光，在第一片偏振片和屏之间加入第二块偏振片，将第一块固定，转动第二块偏振片，观察现象，能否找到一个消光位置，此时两偏振片的位置关系怎样。答：能，此时两偏振片偏振方向垂直。3.根据I=I1cos2acos2b,a为偏振片1和偏振片3的夹角，b为偏振片3和偏振片2之间的夹角，当cosa和cosb之积不为零时，有光通过三块偏振片。当第三块偏振片与偏振片1、2平行时，出现消光现象；当其与偏振片1、2同时成45度时光强最大。波片从消光位置c转过角度0153045607590偏振片转360度光强现象出现消光现象，当B偏振方向垂直A时消光，平行A时光强最大无消光现象，光强最小时，B偏振方向逆时针转过15度，光强最大时与光强最小是偏振方向垂直无消光现象，光强最小时，B偏振方向逆时针转过30度，光强最大时与光强最小是偏振方向垂直无消光现象，B转动过程中，光强不变无消光现象，光强最大时，B偏振方向逆时针转过60度，光强最大时与光强最小是偏振方向垂直无消光现象，光强最大时，B偏振方向逆时针转过75度，光强最大时与光强最小是偏振方向垂直出现消光现象，当B偏振方向垂直A时消光，平行A时光强最大原理：圆偏振光与椭圆偏振光通过1/4波片时产生∏/2的相位差，变为线偏振光，当其偏振方向与B偏振方向垂直时出现消光现象。步骤：在偏振片B前放一1/4波长片，转动B，观察光强变化。四、思考题：光类型圆偏振光自然光光强变化B转动过程中有消光现象B转动过程中光强一定不为零光类型椭圆偏振光部分偏振光光强变化B转动过程中有消光现象B转动过程中无消光现象，光强有极大极小值