本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==仿真实验偏振光实验报告篇一：偏振光实验报告仿真课程：系别：专业班级：大学物理仿真实验电信学院实验报告------ 物理仿真实验实验名称：偏振光实验实验报告日期： 201X 年 11 月 28 日学号：*******************姓名： *******教师审批签字1.实验原理：偏振光原理：按电磁波理论,光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直.实际中最常见的光的偏振态大体为五种，即自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏娠光和椭圆偏振光．1. 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内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。

2．线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。

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光状态的器件。

常见的起偏或检偏的元件构成有两种：偏振片：它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；3．部分偏振光：除了自然光和线偏振光外，还有一种偏振状态介于两者之间的光．如果用偏振片去检验这种光的时候，随着检偏器透光方向的转动，透射光的强度既不象自然光那样不变，又不象线偏振光那样每转90o。

交替出现强度极大和消光．其强度每转90o也交替出现极大和极小，但强度的极小不是0(即不消光)。

从内部结构看，这种光的振动虽然也是各方向都有，但不同方向的振幅大小不同，具有这种特点的光，叫做部分偏损光我们假定波是沿z轴传播的，在图中它垂直纸面迎面而系．这时若电矢量按逆时针方向旋转，我们称为左旋圆偏振光。

若顺时针旋转，称为右旋圆偏振光。

5．椭圆偏振光电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆的光，叫椭圆偏振光。

椭圆运动也可看成是两个相互垂直的线偏振光的合成，只是它们的振幅不等，或位相差不等于±π/2。

椭圆长、短轴的大小和取向，与振幅Ax, Ay和位相差都有关系。

可以看出线偏振光和圆偏振光都是椭圆偏振光的特例，常用波晶片把椭圆偏振光转换为线偏振光。

椭圆偏振光退化为圆偏振光的条件是：Ax ＝ Ay 和＝±π/2。

椭圆偏振光退化为线偏振光的条件是：Ax ＝ 0，或Ay ＝ 0，或＝0，±π。

椭圆偏振光也有左、右旋之分，其定义与前面圆偏振光的定义相同。

波晶片：又称位相延迟片，是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，由于波晶片内的速度vo,ve不同，所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同.当两光束通过波晶片后o光的位相相对于e光多延迟了Δ=2π(n0-n1)d/λ，若满足(ne-no)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(ne-no)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(ne-no)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。

布儒斯特定律：自然光以任意入射角i入射于两种各向同性的透明介质的分界面商。

一般情况下，反射光和入射光分别是部分偏振光，垂直于入射面振荡的电矢量在反射光中占主要地位。

在入射面上振荡的电矢量在折射光中占主要地位。

有一特殊入射角b,当i =b 时，反射光线垂直于折射光线(i +b = π/2)，反射光变成完全偏振光。

该现象最早在1815年为布儒斯特所发现，我们称之为布儒斯特定律，b叫做布儒斯特角，满足下列方程：其中n1，n2是相邻两种媒质的折射率。

改变射向晶体的入射光线的方向，可以找到一个确定的方向，沿着这一方向，o 光和e光传播速度相等，折射率相同，不产生双折射现象，这个方向叫做光轴。

只有一个光轴的晶体叫做单轴晶体(如方解石、石英等)，有两个光轴的晶体称为双轴晶体(如云母、硫磺等)。

包含光轴和任一光线的平面，称做对应于该光线的主平面。

O光的电矢量的振动方向垂直于主平面。

e光电矢量的振动方向在它的主平面内。

本实验用来获得偏振光的仪器叫做格兰棱镜。

格兰棱镜是由两面三块方解石棱镜构成的，二棱镜间的空气隙，方解石的光轴平行于棱镜的棱。

自然光垂直于界面射入棱镜后分为o光和e光，o光在空气隙上全反射，只有e光透过棱镜射出马吕斯定律：马吕斯在1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I1 = I0 cos2α，其中的a是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角：2.实验仪器：半导体激光器，起偏器，检偏器，1/4波片，光电探测器，光电探测器台，光电流放大器，光屏，光具座。

3.实验内容：根据马吕斯定律测定光电池的线性响应:P1：起偏器，方位不变P2：检偏器，改变其方位以得到不同强度的偏振光，用来测定硅光电池的线性响应 B：分束板，使激光器的光束部分投射(I0)，部分反射(I1)D1：光源光强监视器，包括硅光电池及光电流检测装置，用以I0的变化。

D2：当P2方位变化时，偏振光强I2依照马吕斯定律改变，I2的变化将由D2测定。

测量数据:ψθ I1 I2I1 ，I2 ：D1，D2的光电流读数,为起偏器P1后平面偏振光方位与检偏器P2后平面偏振光方位的夹角。

：P2盘读数根据测量结果，绘出与关系曲线，是否呈线性关系。

根据布儒斯特定律测定介质的折射率:利用布儒斯特定律时，只能在入射光为P分量(电矢量平行入射面)时，才能得到反射率为零的布儒斯特角。

故实验分为两步进行：A. 确定起偏器的方位，在此方位使入射到样品表面的入射光(即起偏后的偏振光)的偏振方向恰好为P分量。

实验方法如下：1． P1在某一方位时，转动样品面使反射光的反射角在50o~60o之间，移动光屏使得反射光点落于其上，仔细观察光屏上反射光的强弱变化。

选定出射光点最暗的某一位置做下一步调整。

2．然后旋转P1的角度，观察光屏上反射光点的亮暗变化。

找到一个光点最暗的P1方位角。

3．再依次重复1，2的步骤，知道反射光强近于零。

此时P1的方位角恰好使出射平面偏振光与入射平面相重合，即为P分量。

B. 根据布儒斯特定律确定介质材料的折射率。

篇二：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1、P图2所示：P1 P2 A0 θ图1 图图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2的线偏振光振幅为A?A0cos?，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，I0(sin22?)(1?cos?)；当M∥N时，即两个偏振4出射光强为：I?? 片的透振方向平行时，出射光强为：I//?I0(1?2sin2?cos2??2sin2?cos2?cos?)。

其中θ为波片光轴2与M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??出射光强最大，I//?02sin22?，I0(1?sin2?)2，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4I??波片）时，cosδ=0，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：(来自: 在点网)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：???t???l?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)，θg/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：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。