偏振光的观测与研究~~实验报告

偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。

本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其 E 和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。

光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。

目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。

利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。

【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。

2．了解偏振光的产生和检验方法。

3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。

【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4 波片、1/2 波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图 1 实验仪器实物图【实验原理】1．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量 E 和磁矢量H 相互垂直。

两者均垂直于光的传播方向。

从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E 代表光的振动方向，并将电矢量E 和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。

在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2 （a）。

光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。

由于热运动和辐射的随机性，大量原子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。

一般说，在10 6s 内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。

有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2 （c）所示的所谓部分偏振光。

还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。

图 2 光波按偏振的分类2．获得偏振光的常用方法（1）非金属镜面的反射。

偏振光的不雅测与研讨光的干预和衍射试验证清楚明了光的摇动性质.本试验将进一步解释光是横波而不是纵波,即其E和H 的振动偏向是垂直于光的传播偏向的.光的偏振性证清楚明了光是横波,人们经由过程对光的偏振性质的研讨,更深入地熟悉了光的传播纪律和光与物资的互相感化纪律.今朝偏振光的运用已普遍于工农业.医学.国防等部分.运用偏振光装配的各类周详仪器,已为科研.工程设计.临盆技巧的磨练等,供给了极有价值的办法.【试验目标】1．不雅察光的偏振现象,加深偏振的根本概念.2．懂得偏振光的产生和磨练办法.3．不雅测布儒斯特角及测定玻璃折射率.4．不雅测椭圆偏振光和圆偏振光.【试验仪器】光具座.激光器.偏振片.1/4波片.1/2波片.光电转换装配.光点检流计.不雅测布儒斯特角装配图1 试验仪器什物图【试验道理】1．偏振光的根本概念按照光的电磁理论,光波就是电磁波,它的电矢量E和磁矢量H互相垂直.两者均垂直于光的传播偏向.从视觉和感光材料的特征上看,引起视觉和化学反响的是光的电矢量,通经常运用电矢量E代表光的振动偏向,并将电矢量E和光的传播偏向所组成的平面称为光振动面.在传播进程中,光的振动偏向始终在某一肯定方位的光称为平面偏振光或线偏振光,如图2（a）.光源发射的光是由大量原子或分子辐射组成的.因为热活动和辐射的随机性,大量原子或分子发射的光的振动面出如今各个偏向的几率是雷同的.一般说,在10－6s内各个偏向电矢量的时光平均值相等,故消失如图2（b）所示的所谓天然光.有些光的振动面在某个特定偏向消失的几率大于其他偏向,即在较长时光内电矢量在某一偏向较强,这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光.还有一些光,其振动面的取向和电矢量的大小随时光作有规矩的变更,其电矢量末尾在垂直于传播偏向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形）,如许的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光）,如图2（c）所示.图2 光波按偏振的分类2．获得偏振光的经常运用办法(1)非金属镜面的反射.平日天然光在两种媒质的界面上反射和折射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光.并且当入射角增大到某一特定值时,镜面反射光成为完整偏振光,其振动面垂直于入射面,如图3所示,这时入射角称为布儒斯特角,也称为起偏角.由布儒斯特定律得：个中.分离为两种介质的折射率,为相半数射率.假如天然光从空气入射到玻璃概况而反射时,对于各类不合材料的玻璃,已知其相半数射率n的变更规模在1.50到1.77之间,则可得布儒斯特角约在560—600之间.此办法可用来测定物资的折射率.(2)多层玻璃片的折射.当天然光以布儒斯特角入射到由多层平行玻璃片重叠在一路组成的玻璃片堆上时,因为在各个界面上的反射光都是振动面垂直入射面的线偏振光,故经由多次反射后,透出来的透射光也就接近于振动偏向平行于入射面的线偏振光.(3)运用偏振片的二向色性起偏.将非偏振光变成偏振光的进程称为起偏.某些有机化合物晶体具有二向色性,它往往接收某一振动偏向的入射光,而与此偏向垂直振动的光则能透过,从而可获得线偏振光.运用这类材料制成的偏振片可获得较大截面积的偏振光束,但因为接收不完整,所得的偏振光只能达到必定的偏振度.(4)运用晶体的双折射起偏.天然光经由过程各向异性的晶体时将产生双折射现象,双折射产生的平常光（o光）和异常光（e光）均为线偏振光.o光光矢量的振动偏向垂直于本身的主截面;e光光矢量的振动偏向在本身的主截面内.方解石是典范的天然双折射晶体,经常运用它制成特别的棱镜以产生线偏振光.运用方解石制成的沃拉斯顿棱镜能产生振动面互相垂直的两束线偏振光;用方解石胶合成的尼科耳棱镜能给出一个有固定振动面的线偏振光.3．偏振片.波片及其感化(1)偏振片偏振片是运用某些有机化合物晶体的二向色性.将其渗入透明塑料薄膜中,经定向拉制而成.它能接收某一偏向振动的光,而透过与此垂直偏向振动的光,因为在运用时起的感化不合,用来产生偏振光的偏振片叫做起偏器;用来磨练偏振光的偏振片,叫做检偏器.按照马吕斯定律,强度为I0的线偏振光经由过程检偏器后,透射光的强度为：I = I0 cos2式中为入射偏振光的偏振偏向与检偏器偏振轴之间的夹角,显然当以光线传播偏向为轴迁移转变检偏器时,透射光强度I将产生周期性变更.当 = 时,透射光强最大;当 =90 时,透射光强为微小值（消光状况）,当 < <90 时,透射光强介于最大和最小值之间,如图所示暗示了天然光经由过程起偏器与检偏器的变更.图4 光波的起偏核检偏依据透射光强度变更的情形,可以差别线偏振光.天然光和部分偏振光.(2)波片波片是用单轴晶体切成的概况平行于光轴的薄片.当线偏振光垂直射到厚度为L,概况平行于自身光轴的单轴晶片时,会产生双折射现象,平常光（O光）和异常光(e光)沿统一偏向进步,但传播的速度不合.这两种偏振光经由过程晶片后,它们的相位差为：个中,为入射偏振光在真空中的波长,no和ne分离为晶片对o光和e光的折射率,L为晶片的厚度.我们知道,两个互相垂直的.频率雷同且有固定相位差的简谐振动,可用下列方程暗示（如经由过程晶片后光和光的振动）：从两式中消去t,经三角运算后得到合振动的方程式为由此式可知,1当时,,为线偏振光.2当时,,为正椭圆偏振光.在 = 时,为圆偏振光.3当为其它值时,为椭圆偏振光.在某一波长的线偏振光垂直入射到晶片的情形下,能使o光和e光产生相位差（相当于光程差为的奇数倍）的晶片,称为对应于该单色光的二分之一波片（1/2波片）或波片;与此类似,能使o光和e 光产生相位差（相当于光程差为的奇数倍）的晶片,称为四分之一波片（1/4波片）或波片.本试验中所用波片（）是对（激光）而言的.如图5所示,当振幅为A的线偏振光垂直入射到1/4波片上,振动偏向与波片光轴成角时,因为o光和e光的振幅分离为A 和A ,所以经由过程1/4波片合成的偏振状况也随角度的变更而不合.图51当 = 时,获得振动偏向平行于光轴的线偏振光（e光）.2当 = /4时,获得振动偏向垂直于光轴的线偏振光（o光）.3当 = /2时,Ae=Ao获得圆偏振光.4当为其它值时,经由1/4波片后为椭圆偏振光.所以,可以用1/4波片获得椭圆偏振光和圆偏振光.【试验内容与步调】1．起偏与检偏辨别天然光与偏振光,验证马吕斯定律.(1) 在光源至光屏的光路上拔出起偏器P1,扭转P1,不雅察光屏上光斑强度的变更情形.(2) 在起偏器P1后面再拔出检偏器P2.固定P1的方位,扭转P2 ,扭转3600,不雅察光屏上光斑强度的变更情形.有几个消光方位？(3) 以硅光电池代替光屏接收P2出射的光束,扭转P2,记载响应的光电流值,共转900,在坐标纸上作出I~cos2θ关系曲线. 2．不雅测布儒斯特及测定玻璃折射率(1) 在起偏器P1后,拔出测布儒斯特角的装配,再在P1和装配之间拔出一个带小孔的光屏.调节玻璃平板,使反射的光束与入射光束重合.记下初始角.(2) 一面迁移转变玻璃平板,一面同时迁移转变起偏器P1,使其透过偏向在入射面内.反复调节直到反射光消掉为止,此时记下玻璃平板的角度,反复测量三次,求平均值.算出布儒斯特角.(3) 把玻璃平板固定在平儒斯特角的地位上,去掉落起偏器P1,在反射光束拔出检偏器P2,转P2,不雅察反射光的偏振状况.3．不雅察椭圆偏振光和圆偏振光(1) 先使起偏器P1和检偏器P2的偏振轴垂直（即检偏器P2后的光屏上处于消光状况）,在起偏器P1和检偏器P2之间拔出1/4波片,迁移转变波片使P2后的光屏上仍处于消光状况（此时= ）.(2) 从 = 的地位开端,使检偏器P2迁移转变,这时可以从屏上光强的变更看到经由1/4波片后的光为线偏振光.(3) 取 =900,使检偏器P2迁移转变,这时也可以从屏上光强的变更看到经由1/4波片后的光为线偏振光.其振动面与 = 时的振动面垂直.(4) 取为除00和900外的其他值,不雅察迁移转变P2时屏上光强的变更,其成果与椭圆偏振光对应.特别是当 =450时,P2迁移转变时屏上光强几乎不变,这等于圆偏振光对应的状况.【留意事项】1.试验中各元件不克不及用手摸,试验完毕后按划定地位放置好.2.不要让激光束直接照耀或反射到人眼内.【数据记载及处理】表1 马吕斯定律验证试验表2 玻璃折射率的测定与盘算【思虑题】1．偏振光的获得办法有哪几种？2．经由过程起偏和检偏的不雅测,你应该如何判别天然光和偏振光？3．什么是马吕斯定律？本试验若何验证此定律？4．玻璃平板在布儒斯特角的地位上时,反射光束是什么偏振光？它的振动是在平行于入射面内照样在垂直于入射面内？。

偏振光得观测与研究光得干涉与衍射实验证明了光得波动性质。

本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H得振动方向就是垂直于光得传播方向得。

光得偏振性证明了光就是横波,人们通过对光得偏振性质得研究,更深刻地认识了光得传播规律与光与物质得相互作用规律。

目前偏振光得应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。

利用偏振光装置得各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术得检验等,提供了极有价值得方法。

【实验目得】1.观察光得偏振现象,加深偏振得基本概念。

2．了解偏振光得产生与检验方法。

3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。

【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4波片、１／２波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图1实验仪器实物图【实验原理】1.偏振光得基本概念按照光得电磁理论,光波就就是电磁波，它得电矢量Ｅ与磁矢量H相互垂直。

两者均垂直于光得传播方向。

从视觉与感光材料得特性上瞧,引起视觉与化学反应得就是光得电矢量,通常用电矢量E代表光得振动方向,并将电矢量E与光得传播方向所构成得平面称为光振动面。

在传播过程中,光得振动方向始终在某一确定方位得光称为平面偏振光或线偏振光,如图２（a)。

光源发射得光就是由大量原子或分子辐射构成得。

由于热运动与辐射得随机性,大量原子或分子发射得光得振动面出现在各个方向得几率就是相同得。

一般说，在１0-6ｓ内各个方向电矢量得时间平均值相等,故出现如图2(b)所示得所谓自然光。

有些光得振动面在某个特定方向出现得几率大于其她方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2（c)所示得所谓部分偏振光。

还有一些光,其振动面得取向与电矢量得大小随时间作有规则得变化,其电矢量末端在垂直于传播方向得平面上得移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样得光称为椭圆偏振光（或圆偏振光),如图2(ｃ)所示。

图2 光波按偏振得分类2.获得偏振光得常用方法(1)非金属镜面得反射。

一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的波动性质的认识。

2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。

3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，了解其工作原理。

4. 验证马吕斯定律，研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。

二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。

自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。

偏振光可以通过以下几种方法产生：1. 利用起偏器（如偏振片）将自然光变为线偏振光。

2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。

3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。

检验偏振光的方法有：1. 利用检偏器（如偏振片）观察光强变化。

2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。

马吕斯定律指出，当完全线偏振光通过检偏器时，光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为：I = I0 cos²θ。

三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上，调整光路，使激光束通过偏振片后成为线偏振光。

2. 将线偏振光通过1/4波片，观察光强变化，记录数据。

3. 将1/4波片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。

4. 将线偏振光通过第二个偏振片，观察光强变化，记录数据。

5. 将第二个偏振片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。

6. 根据记录的数据，验证马吕斯定律。

五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光强发生变化，说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。

2. 当1/4波片旋转一定角度时，光强也随之变化，说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。

偏振光的观察与研究实验报告一、实验目的１. 观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。

2. 了解偏振光的产生和检验方法。

3. 观测椭圆偏振光和圆偏振光。

二、实验仪器偏振光观察与研究的实验装置包括一下几个部分：光源(可发出多种类型激光)，偏振片，波晶片(λ/２和λ /４波长) ，光屏。

1.光源：双击实验桌上光源小图标弹出光源的调节窗体。

单击调节窗体的光源开关可以切换光源开关状态;可以选择光源发出光的类型,包括自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、线偏振光、部分偏振光。

光源默认发出是自然光。

2.偏振片：双击桌面上偏振片小图标,弹出偏振片的调节窗体。

初始化时偏振片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准。

最大旋转范围为 360°，最小刻度为１°。

可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转偏振片。

3.波晶片：分为λ /2 和λ /4 波长波片，双击桌面上波晶片小图标,弹出波晶片的调节窗体。

初始化时波晶片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。

最大旋转范围为360°,最小刻度为 1°。

三、实验原理1. 偏振光的概念和产生:光的偏振是指光的振动方向不变,或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。

光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光。

反射光中的垂直于入射面的光振动(称s分量）多于平行于入射面的光振动(称ｐ分量）;而透射光则正好相反。

在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象,即入射角为一特定值时，反射光成为完全线偏振光(s分量）。

折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直。

2．改变偏振态的方法和器件：①光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，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，其中的α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。

偏振现象的观察与分析实验报告偏振现象的观察与分析实验报告引言：偏振现象是光学中一个重要的现象，它指的是光波在传播过程中，由于光波的电矢量在空间中的振动方向不同，导致光波的偏振状态发生变化。

通过对偏振现象的观察与分析实验，我们可以深入了解光的性质以及光与物质的相互作用。

实验目的：本次实验的目的是通过观察和分析不同光源的偏振现象，探究光的偏振性质，并进一步了解光的传播规律。

实验装置：实验装置主要包括：偏振片、光源、偏振片旋转台、偏振片检偏器、光屏等。

实验步骤：1. 将光源置于实验装置的一端，调整偏振片旋转台，使其与光源之间呈45度夹角。

2. 在光源的另一侧放置一块偏振片，将其与光源之间呈90度夹角。

3. 调整偏振片旋转台，观察光源通过两块偏振片后的光强变化情况。

4. 将偏振片检偏器放置在光屏的一侧，调整其角度，观察光通过检偏器后的光强变化情况。

实验结果与分析：通过实验观察和记录，我们得到了以下实验结果和分析：1. 光源通过偏振片后的光强变化情况：当光源通过第一块偏振片时，我们观察到光强发生了明显的变化。

当两个偏振片的振动方向平行时，光强最大；当两个偏振片的振动方向垂直时，光强最小。

这表明光源发出的光是具有偏振性质的。

2. 光源通过检偏器后的光强变化情况：在第一部分实验的基础上，我们进一步将偏振片检偏器放置在光屏的一侧。

通过调整检偏器的角度，我们观察到了光强的变化。

当检偏器的振动方向与第一块偏振片的振动方向平行时，光强最大；当检偏器的振动方向与第一块偏振片的振动方向垂直时，光强最小。

这说明检偏器可以选择性地通过或阻挡特定方向的偏振光。

实验结论：通过以上实验观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光源发出的光具有偏振性质，其振动方向可以通过偏振片的旋转来调节。

2. 偏振片检偏器可以选择性地通过或阻挡特定方向的偏振光，从而改变光的偏振状态。

3. 光的偏振现象与光的传播方向、振动方向以及介质的性质等因素有关。

偏振光的观察与研究研究λ/4波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/4波片对偏振光的影响：1、按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。

然后插入一片λ/4波片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。

2、以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360°观察现象。

3、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象，将上面几次的实验结果记录在表中。

一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、圆偏光和椭圆偏振光的产生1、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象,将上面几次转动的实验结果记录在表中(请选择相应的答案,偏振片A的透振方向为0°)2、答案选项： A:光强发生变化,但不消光 B:光强发生变化,且消光 C:光强没有发生变化 D:某位置有光,其他位置消光 E:椭圆偏振光 F:圆偏振光 G:线偏振光 H:部分偏振光研究λ/2波片对偏振光的影响总分： 50本题得分：50考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。

2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。

改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、改变λ/2波片的慢（或快）轴与偏振片A的方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并记录数据。

实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：偏振光的观察与研究振现象在生活和生产中有广泛应用，比如利用偏振眼镜可以观看立体电影，用偏振片可以突出蓝天中的白云，在液晶显示器中可以控制字符显示，在显微镜中可用来检测样品的各向异性和双折射性，检测材料的结构、厚度、折射率和应力分布等。

光的偏振在建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。

起偏器和检偏器根据光学元件在实验中的作用，分为起偏器和检偏器。

起偏器是将自然光变成线偏振光的元件，检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。

产生偏振光的方式：1.光在界面的反射和透射：根据布儒斯特定律，入射角为一特定值时，反射光为完全线偏振光，折射光为部分偏振光。

2.光学棱镜：利于晶体的双折射原理得到的o光和e光是完全偏振光。

3.偏振片：利于有机分子（如聚乙烯醇）的平行排列，只允许垂直于排列方向的光振动通过，可以产生线偏振光。

该方法因工艺简单且价格便宜得到广泛应用，本实验中采用偏振片作为起偏器和检偏器。

马吕斯定律偏振光的研究从马吕斯定律开始，马吕斯定律也是最基本和最重要的偏振定律。

马吕斯于1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为：其中是检偏器的偏振方向和起偏器偏振方向的夹角。

波晶片波晶片又称位相延迟片，是改变光的偏振态的元件。

它是利用不同偏振方向的光在晶体中的传播速度不同来产生相位延迟的，传播速度较大()的振动方向成为快轴，传播速度较小()的振动方向称为慢轴。

设快轴和慢轴对应的折射率分别为，波片的厚度为，则光束通过波片后的光程差为：对应的相位差为•若光程差满足即相位差，我们称之波片。

•若光程差满足即相位差，我们称之2波片。

图5，波片的o轴与偏振方向平行图6，波片旋转图7，波片旋转上图坐标轴表示波晶片，o轴和e轴表示波片的快轴和慢轴方向，o和e轴相互垂直。

红色箭头表示自然光经过检偏器后的电矢量方向，实验中起偏器的设置始终不变。

绿色箭头表示偏振光经过波片后的偏振状态。

偏振光的观察与分析实验报告实验目的：通过对偏振光的观察与分析，加深对光的性质的认识，掌握偏振光的基本概念及其实验方法。

实验原理：偏振光是指只在一个方向上振动的光，它的光场只能偏振在一个平面内，并且在许多情况下，它可以作为沿一个方向运动的电磁波表示。

偏振光的产生有很多方法，包括自然偏振、偏振器制备和偏振器过滤等。

实验步骤：1.用偏振片观察自然光;2.将两个偏振片平行摆放，观察光透过后的亮度和颜色;3.将两个偏振片垂直摆放，观察光透过后的亮度和颜色;4.调节两个偏振片的夹角，观察光透过后的亮度和颜色变化;5.用光强计分析不同情况下透过的光强;6.观察偏振光与自然光波形的差异;7.使用磷酸二氧铬振荡镜测定光波的振荡方向;实验结果：经过实验，我们得到了以下结论：1.如果将两个偏振片平行放置，则完全透过的光强最大，这是因为平行摆放的偏振片可以让所有光线的振动方向与偏振片的传播方向相同。

2.如果将两个偏振片垂直放置，光完全被吸收，这是因为两个方向相互垂直的偏振片会阻挡所有光线。

3.找到适当的偏振片夹角可以改变透过的光强，因为当两个偏振片的传输方向不同时，只有振动方向与传播方向夹角为45°时，才能最大化透过的光强。

4.偏振光的波形在形状和方向上都有所不同于自然光，因为偏振光中只有一个振动方向的光波，而自然光包含了多个方向的光波。

5.使用磷酸二氧铬振荡镜可以精确测定光波的振荡方向，因为只有振荡方向与磷酸二氧铬振荡镜的分子排列方向相同时，才能通过。

结论：本实验通过对偏振光的观察和分析，加深了我们对光的性质的认识，掌握了偏振光的基本概念和实验方法，为我们今后的学习和研究打下了基础。

偏振光的观察与研究实验报告数据偏振光指的是只在一个平面上振动的光，它的传播方式与普通光有所不同。

由于其具有特殊的偏振状态，因此可以在各个领域中发挥重要作用。

在本次实验中，我们对偏振光的观察与研究进行了探究。

一、实验目的1. 学习偏振光的概念及其传播方式。

2. 观察线偏振器和波片对偏振光的影响。

3. 研究偏振光的干涉现象。

二、实验仪器及材料1. 两个偏光片2. 一块玻璃板3. 一块亚克力板4. 一束激光光源5. 一个手机屏幕三、实验步骤1. 将一块玻璃板和一块亚克力板插入两个偏光片之间，调整偏光片的方向，观察得到的光的强度变化。

2. 将一个偏光片放置在激光器前，记录得到的光的强度值，并将其称为“I”。

然后将另一个偏光片放在激光光路中，并逐渐旋转它的方向。

记录得到的光的强度值，并将其称为“T”。

3. 将一个手机屏幕放置在两个偏光片之间，逐渐旋转其中一个偏光片的方向。

观察手机屏幕的显示情况。

4. 在两个偏光片之间插入一块玻璃板，然后将其中一个偏光片旋转一定的角度，并记录得到光的强度值。

四、实验结果1. 调整偏光片的方向之后，得到的光的强度会发生变化，实验表明，当两个偏光片的方向垂直时，通过的光线最弱，当两个偏光片的方向相同时，通过光线最强。

2. 在实验过程中，我们发现，当两个偏光片的方向偏离90度时，通过的光线几乎消失。

这说明当光的振动方向被偏振后，只有振动方向与偏振方向一致的光才能通过。

3. 在手机屏幕的观察实验中，我们发现当两个偏光片的方向相同时，手机屏幕显示为亮屏，而当两个偏光片的方向垂直时，手机屏幕显示为黑屏。

这说明手机屏幕与偏振光的作用原理是相似的。

4. 在偏振光的干涉实验中，我们发现，在通过玻璃板的偏振光中，存在两个方向的振动状态，这两个方向的振动状态会互相干涉，导致光线强度的变化。

五、实验结论本次实验通过观察偏振光的传播方式，观察了线偏振器和波片对偏振光的影响，以及研究了偏振光的干涉现象。

第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振规律的认识。

2. 掌握产生和检验偏振光的光学元件（如偏振片、1/4波片等）的工作原理。

3. 学习使用偏振片进行光路准直和极坐标作图。

二、实验原理1. 光的偏振现象：光是一种电磁波，其电场矢量E在垂直于光传播方向的平面上可以有不同的振动方向。

当光在传播过程中，若电场矢量E保持一定的振动方向，则称为偏振光。

2. 偏振片：偏振片是一种具有选择性吸收特定方向振动光线的材料。

当自然光通过偏振片时，只有与偏振片偏振方向一致的光线能够通过，从而实现光的偏振。

3. 1/4波片：1/4波片是一种厚度为1/4波长（λ/4）的透明介质，它可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光。

4. 马吕斯定律：当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时，透射光的强度I与入射光强度I0之间的关系为：I = I0 cos²θ。

三、实验仪器1. 光具座2. 偏振片3. 1/4波片4. 激光器5. 白屏6. 直尺7. 量角器四、实验步骤1. 将激光器发出的激光照射到白屏上，调整激光器与白屏的距离，使激光在白屏上形成明亮的点。

2. 将偏振片放置在激光器与白屏之间，调整偏振片的偏振方向，观察白屏上的光点变化。

3. 记录偏振片偏振方向与光点变化的关系，分析光的偏振现象。

4. 将1/4波片放置在偏振片与白屏之间，调整1/4波片的光轴方向，观察白屏上的光点变化。

5. 记录1/4波片光轴方向与光点变化的关系，分析1/4波片的作用。

6. 将偏振片与1/4波片组合，观察白屏上的光点变化，分析光的偏振现象。

7. 利用偏振片和1/4波片进行光路准直，观察准直效果。

8. 使用直尺和量角器测量偏振片和1/4波片的偏振方向，分析极坐标作图方法。

五、实验结果与分析1. 当偏振片的偏振方向与光点变化方向一致时，光点亮度最大；当偏振片的偏振方向与光点变化方向垂直时，光点亮度最小。

2. 1/4波片可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光，当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向成45°时，光点亮度最大。

偏振现象的观察与分析实验报告偏振现象是光学中一个非常重要的现象，它在生活和科研中都有着广泛的应用。

本次实验旨在通过观察和分析偏振现象，深入理解偏振光的特性和规律。

实验仪器和材料：1. 偏振片。

2. 偏振光源。

3. 旋转台。

4. 偏振光检测仪。

实验步骤：1. 将偏振光源放置在实验台上，并打开电源，使其发出偏振光。

2. 在偏振光源和旋转台之间放置偏振片，调整偏振片的方向，使其与偏振光源的偏振方向垂直。

3. 将偏振光检测仪放置在偏振片的后方，观察偏振光通过偏振片后的光强变化情况。

4. 通过旋转台旋转偏振片，观察偏振光通过偏振片后的光强变化规律。

实验结果：在实验中观察到，当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向垂直时，偏振光通过偏振片后的光强最小；而当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向平行时，偏振光通过偏振片后的光强最大。

通过旋转偏振片，可以发现光强会随着偏振片旋转角度的变化而周期性地发生变化。

实验分析：这一现象的产生可以通过偏振片的工作原理来解释。

偏振片是一种能够选择性地吸收某一方向光振动分量的光学元件，当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向垂直时，偏振片完全吸收了偏振光的振动分量，导致通过偏振片后的光强最小；而当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向平行时，偏振片不吸收偏振光的振动分量，通过偏振片后的光强最大。

结论：通过本次实验，我们深入理解了偏振现象的特性和规律。

偏振现象在光学和光电领域有着重要的应用，例如偏振片在液晶显示器中的应用等。

同时，对偏振现象的深入理解也为进一步的光学研究奠定了基础。

在今后的学习和科研中，我们将进一步探索偏振现象的原理和应用，为光学领域的发展贡献自己的一份力量。

大学物理偏振光实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解。

2、掌握偏振片的起偏和检偏原理，学会用马吕斯定律测量偏振光的强度。

3、了解 1/4 波片的作用，测量线偏振光通过 1/4 波片后的偏振状态。

二、实验原理1、偏振光的基本概念自然光：在垂直于光传播方向的平面内，沿各个方向振动的光矢量的振幅都相等。

线偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量只沿一个固定方向振动。

部分偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量在某一方向上的振动较强，而在与之垂直的方向上振动较弱。

2、偏振片起偏：偏振片只允许某一方向的光振动通过，而吸收与之垂直方向的光振动，从而将自然光变成线偏振光。

检偏：通过旋转检偏器，可以观察到透过光的强度发生变化。

3、马吕斯定律当一束强度为 I₀的线偏振光通过检偏器后，其强度 I 为：I ＝I₀cos²θ，其中θ 为线偏振光的振动方向与检偏器透光轴方向的夹角。

4、 1/4 波片作用：当线偏振光垂直入射到 1/4 波片上时，出射光可能成为椭圆偏振光或圆偏振光。

若入射光振动方向与波片光轴夹角为 45°，则出射光为圆偏振光；若夹角不为 45°，则出射光为椭圆偏振光。

三、实验仪器1、光源（钠光灯）2、两个偏振片3、 1/4 波片4、光具座5、光电探测器四、实验内容及步骤1、观察自然光和偏振光打开钠光灯，让光直接照射到光屏上，观察光的强度和特点，此时为自然光。

在光路中插入一个偏振片，旋转偏振片，观察光屏上光强的变化，此时得到线偏振光。

2、验证马吕斯定律将两个偏振片安装在光具座上，使它们的透光轴相互平行，此时透过第二个偏振片的光强最大。

旋转第二个偏振片，每隔 10°记录一次透过光的强度，计算出 I/I₀的值，并与cos²θ 进行比较。

3、观察线偏振光通过 1/4 波片后的偏振状态让线偏振光垂直入射到 1/4 波片上，旋转 1/4 波片，观察透过光的强度和偏振状态的变化。

偏振光的观测与研究--实验报告.doc
色散偏振光（Dispersive Polarized Light，DPL）一种可以在微观层面检测和分析物质及特殊结构的微细分析方式，作为测量技术和分析工具，已广泛应用于众多领域，如医学、化学、生物学等。

本实验旨在实验证明色散偏振光要经过两次偏振转换，来实现偏振状态的改变，动态改变色散偏振现象，从而用来检验小尺度物质的结构配置与特定频段的反应能力。

本次实验设备主要包括色散偏振系统、法拉第棱镜、可调谐激光仪和干涉仪等，使用如下操作步骤来验证色散偏振光的特性：
第一步，将准直镜安装在光源出口端，然后将法拉第棱镜放置于准直镜后方，控制量角仪调节棱镜来避免波前偏振发生；
第二步，用可调谐激光仪和光谱仪检测波长，并调节激光光强，使它符合干涉仪的识别分化度要求；
第三步，通过增加可调谐激光仪的功率来控制偏振角度，并将干涉仪的观测器安装在系统的出口处，观察由色散偏振光进行偏振转换后的色散偏振现象；
本次实验成功地证明了色散偏振光的特性，即通过偏振转换，色散偏振光可以实现动态偏振角度改变，从而达到检测特定频段内的物质结构配置的效果。

由此可以看出，色散偏振光技术对检测小尺度物质的微观结构和特定频段的反应能力有着突出的应用价值，非常适用于各种研究。

偏振光的研究实验报告篇一：偏振光的观测与研究~~实验报告偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。

本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。

光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。

目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。

利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。

【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。

2．了解偏振光的产生和检验方法。

3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。

【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图1 实验仪器实物图【实验原理】1．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。

两者均垂直于光的传播方向。

从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。

在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。

光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。

由于热运动和辐射的随机性，大量原－子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。

一般说，在106s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。

有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。

还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。

图2 光波按偏振的分类 2．获得偏振光的常用方法 (1)非金属镜面的反射。

一、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波片和1/4波片的作用。

3. 掌握椭圆偏振光和圆偏振光的产生与检测。

二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。

当光波通过某些介质时，其振动方向会被限制在某一特定方向上，这种现象称为光的偏振。

偏振光可分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。

马吕斯定律描述了线偏振光通过偏振片时的光强变化。

当线偏振光的振动方向与偏振片的透振方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零。

1/2波片和1/4波片是常用的偏振元件。

1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，而1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。

三、实验仪器1. 自然光源2. 偏振片3. 1/2波片4. 1/4波片5. 硅光电池6. 检偏器7. 光具座8. 透镜9. 光屏10. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将自然光源放置在光具座上，调整光路使其成为平行光。

2. 将偏振片放置在光具座上，使入射光通过偏振片。

3. 将检偏器放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到检偏器上。

4. 观察检偏器上的光强变化，记录光强最大和最小时的偏振片角度。

5. 将1/2波片放置在光具座上，调整其位置，使透过偏振片的光能够照射到1/2波片上。

6. 观察1/2波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/2波片角度。

7. 将1/4波片放置在光具座上，调整其位置，使透过1/2波片的光能够照射到1/4波片上。

8. 观察1/4波片后的光强变化，记录光强最大和最小时的1/4波片角度。

9. 利用马吕斯定律，计算偏振片、1/2波片和1/4波片的透振方向与光矢量振动方向的夹角。

五、实验结果与分析1. 观察到当偏振片的透振方向与光矢量振动方向一致时，光强最大；当两者垂直时，光强为零，验证了马吕斯定律。

2. 观察到1/2波片可以将线偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，1/4波片可以将椭圆偏振光或圆偏振光变为线偏振光。