实验十三 偏振光干涉演示实验
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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。
(2)光弹性材料制成的三角板和曲线板,厚度相等,但内部存在着非均匀分布的残余应力。
白光光源发出的光透过第一个偏振片后变成线偏振光。
线偏振光通过这些模型后产生应力双折射,分成有一定相差且振动方向相互垂直的两束光。这两束光通过最外层的偏振片后成为相干光,发生偏振光干涉。
对于蝴蝶、飞机、花朵等模型,由于应力均匀,双折射产生的光程差由厚度决定,各种波长的光干涉后的强度均随厚度而变化,故干涉后呈现于层数分布对应的色彩图案。
对于三角板和曲线板,由于厚度均匀,双折射产生的光程差主要与残余应力分布有光,各波长的光干涉后的强度随应力分布而变,则干涉后呈现与应力分布对应的不规则彩色条纹。条纹密集的地方是残余应力比较集中的地方。
U形尺的干涉条纹类似于三角板和曲线板,区别在于这里的应力不是残余应力,而是实时动态应力,所以条纹的色彩和疏密是随外力的大小而变化的。利用偏振光的干涉,可以考察透明元件是否收到应力已经应力的分布情况。
转动外层偏振片,即改变两偏振片的偏振方向夹角,也会影响各种波长的光干涉后的强度,使图案颜色发生变化。
【实验步骤】:
1. 轻地从仪器上方抽出仪器内的两种图案,看到它们都是由无色透明的材料制成,原样放回;
2. 打开光源,这时立即观察到视场中各种图案偏振光干涉的彩色条纹;
3. 旋转面板上的旋钮,观察干涉条纹的色彩也随之变化;
4. 把透明U形尺从窗口放进,观察不到异常,用力握U形尺的开口处,立即看到在尺上出现彩色条纹,且疏密不等;改变握力,条纹的色彩和疏密分布也发生变化。
【注意事项】:
取玻璃片也小心轻放,注意安全。