偏振光干涉实验报告
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偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言:偏振光是指光波中电场矢量在空间中的振动方向固定的光。
它在光学领域有着广泛的应用,包括材料的表征、光学器件的设计和光通信等。
本实验旨在通过研究偏振光的性质和特点,探索其在实际应用中的潜力。
实验一:偏振片的特性在实验中,我们首先使用了一块偏振片。
偏振片是一种能够选择性地通过特定方向偏振光的光学器件。
我们将偏振片放置在光源前方,并逐渐旋转它。
观察到当光通过偏振片时,光强度会随着旋转角度的变化而发生明显的变化。
这说明偏振片能够选择性地通过特定方向的偏振光。
实验二:马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的基本定律之一。
它表明,当一束偏振光通过一个偏振片时,出射光的偏振方向与入射光的偏振方向之间的夹角保持不变。
我们使用了两块偏振片,并将它们叠加在一起。
通过旋转第二块偏振片,我们观察到光的强度随着旋转角度的变化而发生周期性的变化。
这一结果验证了马吕斯定律的正确性。
实验三:偏振光的干涉在实验中,我们使用了一束激光器发出的偏振光,并将其分成两束,分别通过两个不同的光程。
然后,我们将两束光重新合并在一起。
通过调节两束光的光程差,我们观察到干涉现象。
当光程差等于整数倍的波长时,干涉现象最为明显。
这一实验结果说明了偏振光的干涉现象是由于光的相位差引起的。
实验四:偏振光的旋光性质偏振光的旋光性质是指光在通过旋光物质时,偏振方向会发生旋转的现象。
我们使用了一块旋光片,并将它放置在光源前方。
通过观察光通过旋光片后的偏振方向,我们发现光的偏振方向确实发生了旋转。
这一实验结果验证了偏振光的旋光性质。
结论:通过以上实验,我们对偏振光的性质和特点有了更深入的了解。
偏振光的研究不仅有助于我们理解光的本质,还在许多实际应用中发挥着重要作用。
例如,在材料的表征中,偏振光可以用来分析材料的结构和性质。
在光学器件的设计中,偏振光可以用来控制光的传输和调制。
在光通信中,偏振光可以用来提高信号传输的可靠性和速率。
偏振光学实验实验报告这次实验呢,名字挺吓人的——“偏振光学实验”。
一听这个名字,不少同学可能就开始打哈欠了,觉得又是一个枯燥无味的光学理论。
但是,嘿,等一下!要是你以为这只是单纯的照光什么的,那就大错特错了。
偏振光,真的是个神奇又有趣的东西。
你想象一下,光明明是一种看不见摸不着的东西,但通过一些巧妙的小实验,我们居然能让它变得像有脉络的生物一样。
就像“透过现象看本质”一样,偏振光的实验,简直是让人眼前一亮。
先说说偏振光是什么吧,别急,先别皱眉头。
偏振光其实就是一种特定方向上的光,简单来说就是把光束中所有的“振动”方向都弄到了一起,变得特别有规律。
光是个横向波,这一点大家可能知道。
平时你看到的光就像是四处乱舞的舞者,摇摇摆摆随心所欲。
但通过一些手段(比如用偏振片),我们能把这些舞者全都拉到一个方向上,变得乖乖地整齐排列。
咋听着是不是有点高大上?但是实际上,你只需要拿个偏振片,调整一下角度,就能一手掌控光的“步伐”。
这个实验的核心其实就是利用偏振光的特性来观察不同材料如何影响光的传播。
我们用的实验工具其实并不复杂,最多就是些光源、偏振片、透明塑料板这些小玩意儿。
别看这些设备简单,但结果却能让你瞠目结舌。
举个例子,当你把一个偏振片对着光源转动时,你会发现光的强度忽然变弱了,甚至变成了几乎看不见的模样。
天哪!这是什么神奇操作?就是因为偏振片把那些无序的光线给筛选掉了,只留下了跟它方向一致的光。
所以啊,光看似消失了,实际上是被“过滤”掉了一部分。
哎呀,你看,这不就像我们生活中的“挑剔眼光”嘛,偏不喜欢那些不符合标准的东西!然后,我们再加上那块透明塑料板,做个简单的小实验,看看它对偏振光的影响。
这回,你会看到光的强度又发生了变化。
这个现象告诉我们,材料的不同确实能对光产生影响,就像穿衣服一样,不同的面料决定了你能走多远、能展示多少风采。
简单来说,塑料板就像是光的“滤镜”,它决定了光是保持原样还是发生偏折变化。
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光偏振理论知识的理解。
2. 学习并掌握直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
3. 熟悉偏振片的检验方法,分析不同偏振光之间的相互关系。
4. 掌握利用偏振光进行相关物理量的测量。
二、实验原理偏振光是指光波的振动方向在传播过程中限定在一个平面内的光。
根据振动方向的不同,偏振光可分为以下几种类型:1. 自然光:光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内,且在各个方向上都有振动。
2. 线偏振光:光波的振动方向在传播方向的垂直平面内,且只有一个方向上的振动占主导地位。
3. 圆偏振光:光波的振动方向在传播方向的垂直平面内,且振动方向呈圆形。
4. 椭圆偏振光:光波的振动方向在传播方向的垂直平面内,且振动方向呈椭圆形。
本实验主要利用偏振片、波片等光学元件来产生和检验不同类型的偏振光,并分析它们之间的相互关系。
三、实验仪器1. 氦氖激光器2. 偏振片(两块)3. 1/4 波片(两块)4. 波片厚度计5. 光具座6. 白屏7. 刻度盘四、实验步骤1. 直线偏振光的产生与检验1. 将氦氖激光器发出的光通过偏振片,得到一束线偏振光。
2. 将线偏振光照射到白屏上,观察光斑形状。
3. 将另一块偏振片放在光路中,调整其角度,观察光斑的变化。
4. 当两块偏振片的光轴夹角为90°时,光斑消失,说明入射光为线偏振光。
2. 圆偏振光的产生与检验1. 将氦氖激光器发出的光通过1/4 波片,得到一束圆偏振光。
2. 将圆偏振光照射到白屏上,观察光斑形状。
3. 将另一块偏振片放在光路中,调整其角度,观察光斑的变化。
4. 当两块偏振片的光轴夹角为45°时,光斑形状不变,说明入射光为圆偏振光。
3. 椭圆偏振光的产生与检验1. 将氦氖激光器发出的光通过两块1/4 波片,得到一束椭圆偏振光。
2. 将椭圆偏振光照射到白屏上,观察光斑形状。
3. 将另一块偏振片放在光路中,调整其角度,观察光斑的变化。
偏振光干涉实验报告偏振光实验报告实验1. 验证马吕斯定律实验原理: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,变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向),强度为自然光一半的线偏振光。
如图 P1、图2所示:P1 P2 图1 图2 θA 0 图1中靠近光源的偏振片P1为起偏器,设经过P1后线偏振光振幅为A0(图2所示),光强为I0。
P2与P1夹角为?,因此经P2后的线偏振光振幅为A?A0cos?,2光强为I?A0cos2??I0cos2?,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。
实验2.半波片,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(o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。
偏振片波片偏振片图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况,当M⊥N时,即两个偏振片的透振方向垂直时,出射光强为:I0(sin22?)(1?cos?);当M∥N时,即两个偏振片的透振方向平行时,出射4I0(1?2sin2?cos2??2sin2?cos2?cos?)。
其中θ为波片光轴与M2I??光强为:I//?透振方向的夹角,δ为o光和e光的总相位差(同波晶片的厚度成正比)。
改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
当δ=(2k+1)π(1/2波片)时,cosδ=-1,I??强最大,I//?02sin22?,出射光I0(1?sin2?)2,出射光强最小;当δ=[(2k+1)π]/2(1/4波片)时,cosδ=0,I??I0I(sin22?),I//?0(2?sin22?)。
光的偏振物理实验报告光的偏振物理实验报告引言:光是一种电磁波,具有电场和磁场的振荡性质。
在自然界中,光的传播方向通常是无规则的,这种光称为非偏振光。
然而,通过一系列的物理实验,我们可以将非偏振光转化为偏振光,从而研究光的偏振性质。
本实验旨在通过实际操作,观察和分析光的偏振现象,并探索其在物理学中的应用。
实验一:偏振片的特性在这个实验中,我们使用了偏振片来观察光的偏振现象。
偏振片是一种具有特殊结构的光学元件,可以选择性地允许某个方向的光通过,而阻挡其他方向的光。
我们将偏振片放置在光源和屏幕之间,通过调整偏振片的方向,可以观察到光的强度的变化。
结果表明,当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时,光的强度最小,几乎无法透过偏振片。
而当偏振片的方向与光的偏振方向平行时,光的强度最大,几乎全部透过偏振片。
这表明,偏振片可以选择性地让特定方向的光通过,从而实现光的偏振。
实验二:双折射现象双折射是光在某些晶体中传播时发生的现象,其中光的传播速度因晶体的结构而异。
我们使用了一块双折射晶体(例如石英晶体)来观察这一现象。
将光源照射到双折射晶体上,我们可以看到光线被分成两束,分别沿着不同的方向传播。
这是因为在双折射晶体中,光的传播速度在不同方向上有所差异。
这导致了光的折射方向发生变化,从而形成了两束光线。
这种双折射现象在光学仪器制造和光学通信中具有重要的应用价值。
实验三:偏振光的旋光性质在这个实验中,我们使用了旋光片来研究偏振光的旋光性质。
旋光片是一种光学元件,可以使光线的偏振方向发生旋转。
我们将旋光片放置在光源和偏振片之间,通过调整旋光片的角度,可以观察到光的偏振方向的旋转。
结果表明,旋光片可以使光的偏振方向发生旋转。
这是由于旋光片的特殊结构导致光的传播速度在不同方向上有所差异,从而引起光的旋转现象。
这种旋光性质在化学分析和制药工业中有广泛的应用。
实验四:偏振光的干涉现象在这个实验中,我们使用了干涉仪来观察偏振光的干涉现象。
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光波偏振特性的理解。
2. 学习直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握利用偏振光进行相关物理量测量的原理与技巧。
二、实验原理1. 光的偏振现象:光波是横波,其电矢量振动方向与传播方向垂直。
自然光在传播过程中,电矢量振动方向在垂直于传播方向的平面内取所有可能的方向,称为非偏振光。
而偏振光是指电矢量振动方向局限在某一确定平面内的光波。
2. 偏振光的产生:自然光通过起偏器(如偏振片)后,只有某一方向的振动成分能够通过,从而产生偏振光。
3. 偏振光的检验:利用检偏器(如偏振片)可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过检偏器时,若电矢量振动方向与检偏器光轴平行,则光强不变;若电矢量振动方向与检偏器光轴垂直,则光强为零。
4. 偏振光的分解:利用波片可以将偏振光分解为两个正交的偏振光。
其中,1/4波片可以将线偏振光分解为圆偏振光和椭圆偏振光。
三、实验仪器1. 激光器:产生单色光。
2. 偏振片:产生和检验偏振光。
3. 波片:分解偏振光。
4. 光具座:固定实验器材。
5. 照度计:测量光强。
6. 支架:固定实验器材。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片,得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片,得到圆偏振光和椭圆偏振光。
3. 利用偏振片和检偏器检验圆偏振光和椭圆偏振光的偏振状态。
4. 通过改变偏振片和检偏器的相对位置,观察光强变化,验证马吕斯定律。
5. 测量圆偏振光和椭圆偏振光的光强,分析其偏振特性。
五、实验数据及处理1. 观察到线偏振光通过偏振片后,光强减弱;圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器时,光强有规律地变化。
2. 当偏振片和检偏器的光轴平行时,光强最大;当偏振片和检偏器的光轴垂直时,光强为零。
验证了马吕斯定律。
3. 测量得到圆偏振光和椭圆偏振光的光强,分析其偏振特性。
六、实验结果与分析1. 通过实验,观察到光的偏振现象,加深了对光波偏振特性的理解。
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光的偏振理论的认识。
2. 学习直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握使用偏振片、波片等光学元件进行偏振光实验的基本操作。
二、实验原理1. 光的偏振:光波是一种横波,其振动方向与传播方向垂直。
当光波在某一方向上的振动占优势时,称为偏振光。
偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
2. 线偏振光:当光波的振动方向在某一平面内时,称为线偏振光。
线偏振光可以通过以下方法产生:自然光经过偏振片后,光波的振动方向被限制在偏振片的光轴方向。
3. 圆偏振光和椭圆偏振光:当光波的振动方向在两个相互垂直的平面内时,称为圆偏振光和椭圆偏振光。
圆偏振光和椭圆偏振光可以通过以下方法产生:线偏振光经过1/4波片后,其振动方向在两个相互垂直的平面内,且相位差为90°。
4. 偏振光的检验:利用偏振片和波片可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过偏振片时,光强会发生变化;当偏振光通过波片时,光强会根据波片的角度发生变化。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片(两块)4. 1/4波片(两块)5. 玻璃平板6. 0°、90°任意刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将He-Ne激光器放置在光具座上,调整激光器使其发出平行光。
2. 将偏振片1放置在光具座上,调整偏振片1的光轴与激光器发出的光束方向垂直。
3. 将偏振片2放置在偏振片1的后面,调整偏振片2的光轴与偏振片1的光轴成一定角度。
4. 观察白屏上的光斑,调整偏振片2的角度,使光斑消失。
5. 将1/4波片放置在偏振片2的后面,调整1/4波片的光轴与偏振片2的光轴成一定角度。
6. 观察白屏上的光斑,调整1/4波片的角度,使光斑消失。
7. 重复步骤4和5,观察不同角度下的光斑变化。
8. 改变偏振片1和偏振片2的相对位置,观察光斑的变化。
五、实验结果与分析1. 当偏振片1和偏振片2的光轴垂直时,光斑消失,说明此时光为线偏振光。
第1篇一、实验目的1. 深入理解光的偏振现象,巩固相关理论知识。
2. 掌握直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
3. 学会使用偏振片、波片等实验仪器,进行光的偏振状态分析。
二、实验原理1. 偏振光的产生:自然光经过起偏器后,其振动方向变得有规律,成为偏振光。
2. 偏振光的检验:通过观察光的偏振现象,判断光的偏振状态。
3. 偏振光的分解:利用波片可以将偏振光分解为两个相互垂直的偏振光。
三、实验仪器1. 激光器:提供稳定的单色光。
2. 偏振片:用于产生和检验偏振光。
3. 波片:用于分解偏振光。
4. 光具座:用于固定实验仪器。
5. 光屏:用于观察光斑。
6. 秒表:用于测量时间。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光束调整至水平传播。
2. 将偏振片固定在光具座上,使光束通过偏振片。
3. 观察光屏上的光斑,记录光斑形状和亮度。
4. 将波片固定在光具座上,使光束通过波片。
5. 调整波片的角度,观察光屏上的光斑变化,记录光斑形状和亮度。
6. 重复步骤4和5,分别使用两个偏振片和两个波片进行实验。
五、实验数据及处理1. 观察到,当光束通过偏振片后,光屏上的光斑形状变为明暗相间的条纹,说明光束被分解为两个相互垂直的偏振光。
2. 调整波片角度,当波片的光轴与偏振片的光轴平行时,光屏上的光斑最亮;当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时,光屏上的光斑最暗。
3. 通过实验,验证了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
六、实验结果与分析1. 通过实验,我们深入理解了光的偏振现象,掌握了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
2. 实验过程中,我们发现波片的光轴与偏振片的光轴平行时,光屏上的光斑最亮;当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时,光屏上的光斑最暗。
这验证了偏振光的分解原理。
3. 实验过程中,我们使用偏振片和波片等实验仪器,成功进行了光的偏振状态分析。
七、实验总结本次实验通过观察光的偏振现象,加深了对光的偏振理论知识的理解。
偏振光干涉演示实验报告感想
在进行偏振光干涉演示实验后,我对光的性质和干涉现象有了更深入的了解。
实验中,我们使用了一束偏振光源和一对偏振片,通过调整偏振片之间的夹角来观察干涉现象。
我们将偏振光源放置在透明板上,并通过一对偏振片将光偏振为特定方向。
然后,我们调整其中一个偏振片的角度,逐渐改变两者之间的夹角。
随着夹角的变化,我们观察到光的强度发生了明显的变化,这是由于光的振动方向与偏振片的偏振方向之间的关系引起的。
在实验过程中,我特别注意到当夹角为90度时,光的强度最弱,甚至出现了全消光的现象。
这是因为当两个偏振片的偏振方向垂直时,光通过第一个偏振片后的振动方向与第二个偏振片的偏振方向垂直,无法通过第二个偏振片,导致光的完全消失。
我们还观察到当夹角为其他值时,光的强度会有不同程度的增强或减弱。
这是由于光的振动方向与偏振片的偏振方向之间的相关性不同造成的。
当两者之间的夹角较小时,光通过第二个偏振片的几率较高,导致光的强度增强;而当夹角较大时,光通过第二个偏振片的几率较低,导致光的强度减弱。
通过这次实验,我不仅学到了偏振光的基本原理和干涉现象,也体会到了科学实验中的观察和分析能力的重要性。
实验过程中,我们需要细心观察光的变化,并结合理论知识进行解释和分析。
这让我更加深刻地理解了科学研究的方法和过程。
这次偏振光干涉演示实验让我对光的偏振性质和干涉现象有了
更深入的认识。
通过实际操作和观察,我对光的行为和特性有了更直观的理解,同时也提高了科学实验的能力和思维方式。
这对于我今后在相关领域的学习和研究将会有很大的帮助。
偏振光干涉实验报告偏振光实验报告实验1. 验证马吕斯定律实验原理: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,变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向),强度为自然光一半的线偏振光。
如图 P1、图2所示:P1 P2 图1 图2 θA 0 图1中靠近光源的偏振片P1为起偏器,设经过P1后线偏振光振幅为A0(图2所示),光强为I0。
P2与P1夹角为?,因此经P2后的线偏振光振幅为A?A0cos?,2光强为I?A0cos2??I0cos2?,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。
实验2.半波片,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(o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。
偏振片波片偏振片图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况,当M⊥N时,即两个偏振片的透振方向垂直时,出射光强为:I0(sin22?)(1?cos?);当M∥N时,即两个偏振片的透振方向平行时,出射4I0(1?2sin2?cos2??2sin2?cos2?cos?)。
其中θ为波片光轴与M2I??光强为:I//?透振方向的夹角,δ为o光和e光的总相位差(同波晶片的厚度成正比)。
改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
当δ=(2k+1)π(1/2波片)时,cosδ=-1,I??强最大,I//?02sin22?,出射光I0(1?sin2?)2,出射光强最小;当δ=[(2k+1)π]/2(1/4波片)时,cosδ=0,I??I0I(sin22?),I//?0(2?sin22?)。
44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θ=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3. 旋光效应实验原理: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光度即旋光率来度量,旋光率用下式表示:tl?C (5-2)(5-2)式中,右上角的t表示实验时温度(单位:℃),是指旋光仪采用的单色光源的波长(单位:nm),θ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θ透过的长度l成正比。
振动面转过的角度θ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θ就可以计算出旋光率。
如果已知液柱长度为l固定值,可依次改变溶液的浓度C,就可以测得相应旋光度θ。
并作旋光度与浓度的关系直线θ~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θ,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%左右为宜。
分别将不用浓度溶液注入相同长度的样品试管中。
测量不同浓度样品的旋光度(多次测量取平均)。
用最小二乘法对旋光度、溶液浓度进行直线拟合(可以将C0作为1个单位考虑),计算出葡萄糖的旋光率。
也可以以溶液浓度为横坐标,旋光度为纵坐标,绘出葡萄糖溶液的旋光直线,由此直线斜率代入公式(5-2),求得葡萄糖的旋光率[?]t6500。
数据记录及处理图形:实验4. 光弹效应光弹性试验是应用光学方法研究受力构件中应力分布情况的试验,在光测弹性仪上进行,先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型,受力后,以偏振光透过模型,由于应力的存在,产生光的暂时双折射现象,再透过分析镜后产生光的干涉,在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象,根据它即可推算出构件内的应力分布情况,所以这种方法对形状复杂的构件尤为适用。
光弹性实验方法是一种光学的应力测量方法,因为测量是全域性的,所以具有直观性强,能有效而准确地确定受力模型各点的主应力差和主应力方向,并能计算出各点的主应力数值。
尤其对构件应力集中系数的确定,光弹性试验法显得特别方便和有效。
工程实际中有很多构件,例如工业中的各种机器零件,它们的形状很不规则,载荷情况也很复杂,对这些构件的应力进行理论分析有时非常困难,往往需要实验的方法来解决,光弹性试验就是其中比较直观有效的一种解决方法。
实验原理光弹性试验是应用光学方法研究受力构件中应力分布情况的试验,在光测弹性仪上进行,先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型,受力后,以偏振光透过模型,由于应力的存在,产生光的暂时双折射现象,再透过分析镜后产生光的干涉,在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象,根据它即可推算出构件内的应力分布情况,所以这种方法对形状复杂的构件尤为适用。
图1 光弹性试验的光学效应示意图如图1所示,自然光通过偏振器成为平面偏振光(在A1平面中),平面偏振光垂直地射在模型上某一O点,如果模型未受力,则光线通过后并无改变,但如果O点有应力,这时将出现暂时双折射现象,如果图O点的二个主应力?1和?2方向已知,则平面偏振光通过受力模型O点后,分解成二个与?1及?2方向一致的平面偏振光,二者之间产生一光程差δ,光程差与主应力差(?1-?2)及模型厚度t成正比,即:实验报告姓名:高阳班级:F0703028 学号:5070309013 同组姓名:王雪峰实验日期:xx-3-3指导老师:助教10实验成绩: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振幅为A,A=A0cosɑ,强度 I=A ,I=A0cosɑ= I20222cosɑ=cosɑ式中I0为进入检偏器前(检偏器无吸收时)线偏振光的强度。
22这就是1809年马吕斯在实验中发现的,所以称马吕斯定律。
显然,以光线传播方向为轴,转动检偏器时,透射光强度I将发生周期变化。
若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光,则极小值部位0。
若光强完全不变化,则入射光是自然光或圆偏振光。
这样,根据透射光强度变化的情况,可将线偏振光和自然光和部分偏振光区别开来。
4.椭圆偏振光、圆偏振光的产生;1/2波片和1/4波片的作用当平面偏振光同过1/2波片后,产生的仍是平面偏振光,但它与原入射光的夹角为2ɑ(ɑ为入射光振动面与波片光轴的夹角,下同);当平面偏振光同过1/4波片后,产生偏振光的性质与ɑ相关:ɑ= 0时:出射光为振动方向平行1/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ= 21/4波片光轴的平面偏振光。
ɑ= 4 ɑ为其他值时,出射光为椭圆偏振光。
ππ我们使平面偏振光通过1/2波片,1/4波片,产生各种性质的偏振光,来研究它们的性质以及它们之间的关系。
原始数据记录表 1验证马吕斯定律偏振片初始角度为218度从表中可知,当偏振片角度余弦的平方值相同时,光电流值也基本保持相同,这就说明光电流值与偏振片角度余弦的平方值相关。
下面我们取表格中的前一半数据(即一组不同的角度和其对应得光电流值作图),来观察其关系从图中可见,光电流强度与角度余弦值的平方成线形关系,这也就验证了马吕斯定律。
2.线偏振光通过1/2波片时的现象和1/2波片的作用由此可见,为达到消光,检偏器转过角度与1/2波片转过角度保持一致。
而若检偏器固定,将1/2波片转过360度,会观察到两次消光;同样地,若1/2波片固定,将检偏器转过360度,同样会观察到两次消光。
由此可见,线偏振光通过1/2波片后,它仍是线偏振光,只是发生了角度的改变而已。
实验十三偏振光干涉演示实验【实验目的】:学习偏振光干涉原理。
【实验仪器】:偏振光干涉演示仪图13 偏振光干涉演示仪【实验原理】:偏振光干涉演示仪内的图案分两种:(1)层数的薄膜叠制而成的蝴蝶、飞机、花朵等图案(中心厚,四边薄),薄膜内部的残余应力分布均匀。