偏振光的测定实验课件.ppt

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1、第三轮实验1、偏振现象的观测与分析（实验十）2、迈克耳孙干涉仪的调节和使用（实验十四）实验十偏振现象的观察与分析光波是横波，具有偏振性。光矢量=电场强度矢量相关基础知识——振动与波补充知识：1.平面偏振光(线偏振光)：光矢量E的振动方向始终在某一方向上。垂直于图面向外传播的线偏振光线偏振光的图示法振动方向振动面传播方向•2、自然光在与传播方向垂直的平面内，在所有可能的方向上，E的振幅都相等，这样的光称为自然光。光矢量对称分布总可以分解成两个互相垂直的、振幅相等的、彼此独立的光振动。它们之间不存在确定的相

2、位关系，并各占自然光总光强的一半。自然光的表示法2、部分偏振光部分偏振光是偏振态介于自然光和线偏振光之间的光，它的振动方向也是随机地迅速变化着。但是在某一方向上的振动占有优势，振幅最大。与之垂直的方向振幅最小，其振幅情况可用图表示。自然光部分偏振光4、椭圆偏振光和圆偏振光对于线偏振光，光波场中任意一个场点的光矢量(电矢量)的端点在波面内描绘的轨迹为一直线。椭圆偏振光：椭圆偏振光的相应的轨迹为一椭圆。如图所示。圆偏振光：圆偏振光是椭圆偏振光的一个特例，任一场点的光矢量大小不变，但方向以角速度(光波的圆频

3、率)匀角速转动。椭圆偏振光可以分成两个光矢量互相垂直并具有恒定位相差的线偏振光。任何偏振态都可以分成两个光矢量互相垂直的线偏振光。5.偏振片（器）：只让某一振动方向的光通过。称这一方向为偏振片的透振方向。偏振片的透振方向实验：机械波通过狭缝一、偏振片透振方向——马吕斯定律AA=Acos二、波片波晶片或相位延迟片晶体的一个最主要的普遍性质——各向异性。在光学中，主要是指光沿不同方向具有不同的传播速率，也就是对于不同方向，相应的折射率不同。晶体具有双折射现象双折射现象自然光O光e光双折射双折射双折射方

4、解石双折射现象——同一束光线通过折射后分为两束的现象一片单轴晶体的平行平面板，其光轴与表面平行。当一束平行线偏振光光束垂直入射到波片上，将分解成的o光和e光，o光和e光沿同一方向传播，但它们的传播速度不同，分别为vo和ve，折射率分别为no和ne。波片：波片有一个特殊方向，称之为光轴。它使入射的线偏振光分成相互垂直的具有一定位相差的两个线偏振光。其中一个线偏振光的振动方向垂直于光轴，另一个平行于光轴。•波片的光轴o光和e光在波片中所经历的光程不同o光经过的光程：node光经过的光程：ned相位差相位差取

5、决于波长和波片厚度。在实际中，最常用的波片是1/4波片和1/2波片，称为1/4波片称为1/2波片振幅单色自然光自然光（不能形成稳定的椭圆）波片（e、o）单色平面偏振光椭圆偏振光（有恒定位相差）波片（e、o）讨论：（1）椭圆偏振光线偏振光椭圆偏振器反射和折射时光的偏振一、布儒斯特定律1、现象：一束自然光射到两种介质的分界面上，发现反射光和折射光部分偏振光线偏振光在特殊条件下获得线偏振光的一种方法两个部分偏振光是什么样的部分偏振光？反射光的偏振现象是马吕斯在1808年发现的。实验表明：(1)反射光是垂直于入

6、射面方向振动的光矢量较强的部分偏振光。(2)折射光是平行于入射面方向振动的光矢量较强的部分偏振光。讨论在什么特殊条件下，反射光成为线偏振光？2、布儒斯特定律（1813年）当入射角等于某一特定角i10时，反射光成为振动面垂直于入射面的线偏振光，i12称为布儒斯特角或起偏角，满足又所以反射光与折射光互相垂直实验十一.偏振现象的观察与分析一.预习要求：阅读实验十一.P.124~P.131二.说明：1.本实验中练习二的内容不做。2.本实验使用的偏振器件是人造偏振片(聚乙烯醇材料)，它的出射光不是完全线偏振光(偏

7、振度P1)。3.本实验使用的波片质量较差，不是用石英、方解石做成，而是云母类材料，因此，1/2波片、1/4波片的误差较明显。4.针对2、3情况，我们对实验进行了改进。(3)重复测量三次，求平均值。(4)由布儒斯特角计算玻璃的折射率n。(5)偏振片1透射方向在入射面内，记录偏振片1的透振方向的角度。由偏振片1透射方向可确定偏振片2透射方向，记录偏振片2的透振方向的角度。布儒斯特角：1.测定玻璃的布儒斯特角iB和偏振片(1)、(2)的主截面(透振方向)的确定(2)同时转动玻璃平板和起偏器(偏振片)P(使其

8、透射方向在入射面内)，仔细调节直到反射光消失为止，记下玻璃平板的角度2。三.实验内容(1)如图所示，调节玻璃平板使反射光束与入射光束重合，记下初始角1。2.观察平面偏振光透过半波片后的偏振态分别观察平面偏振光的振动面与1/2波片的光轴之间的夹角为300、450、900时，波片的出射光的偏振态，验证1/2波片使入射的平面偏振光的振动面转过2角。（用白屏接受）(1)本实验只要确定光轴与透振方向的夹角。使两个偏振片的透振方向正交(消光)，在