光信息技术实验七
光的偏振特性研?/p>
实验
7
光的偏振特性研?/p>
光的干涉衍射现象揭示了光的波动性,
但是还不能说明光波是纵波还是横波?/p>
而光的偏
振现象清楚地显示其振动方向与传播方向垂直,说明光是横波?/p>
1808
年法国物理学家马?/p>
斯(
Malus,1775
?/p>
1812
)研究双折射时发现折射的两束光在两个互相垂直的平面上偏振。此
后又有布儒斯特(
Brewster,1781
?/p>
1868
)定律和色偏振等一些新发现?/p>
光的偏振有别于光的其它性质?/p>
人的感觉器官不能感觉偏振的存在?/p>
光的偏振使人们对
光的传播规律
(
反射、折射、吸收和散射
)
有了新的认识。本实验通过对偏振光的观察、分?/p>
和测量,加深对光的偏振基本规律的认识和理解?/p>
偏振光的应用很广泛,从立体电影、晶体性质研究到光学计量、光弹、薄膜、光通信?/p>
实验应力分析等技术领域都有巧妙的应用?/p>
一、实验目?/p>
1.
观察光的偏振现象,了解偏振光的产生方法和检验方法?/p>
2.
了解波片的作用和?/p>
1/4
波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法?/p>
3.
通过布儒斯特角的测定,测得玻璃的折射率?/p>
4.
验证马吕斯定律?/p>
二、实验原?/p>
1.
自然光和偏振?/p>
光是一种电磁波,电磁波中的电矢?/p>
E
就是光波的振动矢量,称作光矢量。通常,光
源发出的光波?/p>
其电矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则的取向?/p>
在与传播方向?/p>
直的平面内,
光矢量可能有各种各样的振动状态,
被称为光的偏振态?/p>
光的振动方向和传?/p>
方向所组成的平面称为振动面?/p>
按照光矢量振动的不同状态,
通常把光波分为自然光?/p>
部分
偏振光、线偏振光(平面偏振光)
、圆偏振光和椭圆偏振光五种形式?/p>
如果光矢量的方向是任意的?/p>
且在各方向上光矢量大小的时间平均值是相等的,
这种?/p>
称为自然光。自然光通过介质的反射、折射?/p>
吸收和散射后?/p>
光波的电矢量的振动在某个?/p>
向具有相对优势,
而使其分布对传播方向不再对称?/p>
具有这种取向特征的光?/p>
统称为偏振光?/p>
偏振光可分为部分偏振光、线偏振光(平面偏振光)
、圆偏振光和椭圆偏振光。如果光
矢量可以采取任何方向?/p>
但不同方向的振幅不同?/p>
某一方向振动的振幅最强,
而与该方向垂
直的方向振动最弱,
这种光为部分偏振光?/p>
如果光矢量的振动限于某一固定方向?/p>
则这种光
称为线偏振光或平面偏振光?/p>
如果光矢量的大小和方向随时间作有规律的变化,
且光矢量?/p>
末端在垂直于传播方向的平面内的轨迹是椭圆?/p>
则称为椭圆偏振光?/p>
如果是圆则称为圆偏振
光?/p>
将自然光变成偏振光的过程称为起偏?/p>
用于起偏的装置称为起偏器?/p>
鉴别光的偏振状?/p>
的过程称为检偏,它所使用的装置称为检偏器。实际上?/p>
起偏器和检偏器是可以通用的。本
实验所用的起偏器和检偏器均为分子型薄膜偏振片?/p>