偏振光的产生和检验.doc

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1、光学实验期末小论文学院：物理与电子科学学院班级：2013级物理二班学号：2010921204：杰偏振光的产生和检验一.摘要：光的偏振是指光的振动方向与光的传播方向的不对称性.偏振现象是证明光为横波的最有力的证据，在科学上具有极其重要的意义。它不但丰富了光的波动说的容，而且具有重要的应用价值。自然光是各方向的振幅相同的光，对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等.线偏振光是在垂直于传播方向的平面，光矢量只沿

2、一个固定方向振动.起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件；检偏器是用于鉴别光的偏振状态的器件。二.关键词：He-Ne激光器，光具座，光靶，光学测角台，偏振片，波片，白屏，CD盒.自然光。Naturallightisthedirectionoftheamplitudeofthesamelight,fornaturallight,itsdirectionofvibrationintheverticalplaneinthedirectionofpropagationoflightadvisableallpossibledirection,notadir

3、ectionadvantage.Ifallthedirectionoflightvibrationaredecomposedtotwoperpendiculardirections,theninthetwodirectionsofvibrationamplitudeandenergyareequal.Thelineisinperpendiculartothedirectionofpropagationofplanepolarizedlight,thelightvectoronlyalongafixeddirectionvibration.The

4、analyzerisunpolarizedlightisconvertedintolinearpolarizeddevice;Partialdetectorisusedtoidentifythecomponentsoflightpolarizationstate.三、实验原理1.光的偏振性光波是波长较短的电磁波，电磁波是横波，光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。光大体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。（1）自然光光是由光源量原子或

5、分子发出的。普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关，而且光振动方向也是彼此不相关的，呈随机分布。在垂直于光传播方向的平面，沿各个方向振动的光矢量都有。平均说来，光矢量具有轴对称而且均匀的分布，各方向光振动的振幅相同，各个振动之间没有固定的相联系，这种光称为自然光或非偏振光，通过自然观的照射，CD盒上会出现显色偏振. （2）线偏振光 光矢量只沿一个固定的方向振动时，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面，如图（a）所示。线偏振光的振动面是固定不动的，图（b）所示是线偏振光的表示方法，图中

6、短竖线表示光振动在纸面，点表示光振动垂直于纸面。（3）部分偏振光这是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光，在垂直于这种光的传播方向的平面，各方向的光振动都有，但它们的振幅不相等，如图（a）所示。这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。在图（b）中，上图表示在纸面的光振动较强，下图表示垂直纸面的光振动较强。要注意，这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。2.布儒斯特角当光从折射率为n1的介质（例如空气）入射到折射率为n2的介质（例如玻璃）交界面，而入射角又满足时，反射光即成完全偏振光，其振动面垂直于入射面。iB称布儒斯特角，上式即布儒斯

7、特定律。显然，θB角的大小因相关物质折射率大小而异。若n1表示的是空气折射率，（数值近似等于1）上式可写成3.马吕斯定律如果光源中的任一波列（用振动平面E表示）投射在起偏器P上（如下图），只有相当于它的成份之一的Ey（平行于光轴方向的矢量）能够通过，另一成份Ex（=Ecosθ）则被吸收。与此类似，若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0，则透过A的振幅为E0cosθ（这里θ是P与A偏振化方向之间的夹角）。由于光强与振幅的平方成正比，可知透射光强I随θ而变化的关系为这就是马吕斯定律。EXEyE4、实验容与步骤1.布儒斯特角的测定在光具座上，由氦氖

8、激光器发出的光束擦盘直接入射到立在光学测角台直径上的黑玻璃镜面，先转动测角台，使反射光束原路返回，由此定出入射光束的零度方位，利用滑动座的升降微调装置