单色非偏振光透过玻璃堆变为线型偏振光的分析计算与测量.pdf

《单色非偏振光透过玻璃堆变为线型偏振光的分析计算与测量.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第35卷第7期物理实验Vo1．35No．72015年7月PHYSICSEXPERIMENTATIONJu1．，2015单色非偏振光透过玻璃堆变为线型偏振光的分析计算与测量赵立强(北京物资学院物流学院，北京101149)摘要：定性分析并定量计算了589nm单色非偏振光透射出玻璃堆，薄玻璃片数目与透射出的P型线偏振光的偏振度的数值关系．数值计算结果表明：随着薄玻璃片数目的增加，最后从玻璃堆中透射出的P型线偏振光的偏振度变大，当薄玻璃片的数目达到15片以上时p型线偏振光的偏振度几乎达到1．最后通过实验进行了验证，实验测量值与理论计算数值基本符合．关键词：单色非偏振

2、光；玻璃堆；线性偏振光中图分类号：0436．3文献标识码：A文章编号：1005—4642(2015)07—0023—04大学物理教材中对单色非偏振光通过玻璃堆变为线性偏振光的现象[1]，只是作为普通的物理实验现象进行描述，而没有对该物理现象进行具体地定性分析和定量计算，也没有对该物理现象进行实验验证，因而学生缺乏对该现象及知识的系统掌握和深刻理解，不利于培养学生理论与实验相结合的能力．为此，本文定量分析并计算出了非偏振单色光透射出玻璃堆，薄玻璃片数目与透射出的P型线偏振光的偏振度的数值关系，最后通过实验验证，给出了它的应用范围和领域．1实验现象的原理描述图1

3、单色非偏振光以布儒斯特角入射到对于入射到界面上的单色非偏振光，可以分单块玻璃片表面解为P型线偏振光(偏振方向与入射面平行的光)振光．随着玻璃堆中薄玻璃片数目的增加，由于和S型线偏振光(偏振方向与入射面垂直的光)，这些薄玻璃片表面具有反射现象，因此透射光中当入射光以布儒斯特角入射到表面上时，将发生S型线偏振光的成分将越来越少，P型线偏振光的反射(产生反射光)与折射(产生透射光)现象，此纯度将越来越高，图2表示出了该种现象．当薄时反射的光只有S型线偏振光，而透射光中既有s玻璃片数目增加到一定数值时，最后出射的光几型线偏振光又具有P型线偏振光[2]，图1表示出乎全

4、是P型线偏振光．利用该种现象可以使单色了该种现象，其中空气的折射率为，玻璃的折非偏振光通过玻璃堆后，变为线偏振光即纯度较射率为，当入射光以布儒斯特角i入射到表面高的P型线偏振光．由此，利用具有许多薄玻璃时(此时反射光线与折射光线之间的夹角为片的玻璃堆，可以作为起偏器或检偏器加以使90。)，则tani一竺．此时反射光只有S型线偏振7li用【3]，也可以作为线型偏振光的开关器件]，将其光，而透射光中既有s型线偏振光又有P型线偏应用于光通讯[5以及光纤通信等领域．收稿日期：2015-01-30；修改日期：2015—04—14资助项目：北京物资学院2014—2015

5、学年本科教学工程项目作者简介：赵立强(1964一)，男，山东滨州人，北京物资学院物流学院副教授，博士，主要从事大学物理实验的教学与科研工作．24物理实验第35卷2No~(TpTpt)nIop’㈤J2N===(⋯T。T。)o，TpT一署ln2I。一[tptpfI。，TT=：=I1z_nLltlz=fIz，1，Ⅳ个薄玻璃片I2Np-I2N~一一图2单色非偏振光以布儒斯特角入射到玻璃堆1一B=arctann22理论分析与计算，利用光强透射率公式求解透射光的线性偏振2一B，一arctan(5)，度r7]．设入射的单色非偏振光的光强为j。，将单色非偏振光分解成P型线偏

6、振光和S型线偏振光的2种类型的线偏振光，J。。一J。一J。／2．若玻璃堆中共有N块薄玻璃片，由于每块薄玻璃片具有2个表面，因此透过N块薄玻璃片后P型线偏振，L+一光和S型线偏振光的光强分别为I：。和。又,pCOSi+2COSi1一1，’12由于单色非偏振光以布儒斯特角入射，因此入射光的P型线偏振光全部透过，而S型线偏振光每遇到个表面就被反射掉一部分．因此，最终的透射光强中，P型线偏振光光强大于S型线偏振光光强．由此最终的透射光线偏振度[8为TT。I[2{hPN一了12—Np了-12Na+inz)。．·(7)．(1)12NpIJ2Ns具体的推导过程为：对于如图

7、1所示的第1块薄[2rtln2玻璃片来说，因为)4一N．Jzp=TpJ1p—TPTpJ0p，⋯一一，2。一1。一0。，)其中Tp和丁为P型线偏振光分别在薄玻璃片第1表面的光强透射率和第2表面的光强透射率，和丁s为S型线偏振光的光强分别在薄玻璃片第1表面的光强透射率和第2表面的光强透射率．由于每片薄玻璃片的性质相同，故通过N片玻璃片后，P型线偏振光和S型线偏振光的光强分别表示为第7期赵立强：单色非偏振光透过玻璃堆变为线型偏振光的分析计算与测量25镜，从而测出了589nm的单色黄光对玻璃的折即几乎全为线偏振光．由此，为了节约成本并减射率为1．6)，则通过薄玻璃片

8、数目N后，最后的小透射出的线偏振光的损失，玻璃堆中的