实验十一_偏振现象的观察与分析_图文_百度文库
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实验十一_偏振现象的观察与分析
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适用课程:&大学物理实验（理工）Ⅰ-1(),大学物理实验（医学）(),综合设计与创新物理实验(),探索型物理实验(),物理演示实验-1()【访问量：1228956】
偏振光的观察与分析
光波作为一种电磁波是横波，光振动方向与传播方向垂直。光的偏振特性对光在介质中的传输、反射和折射有很大的影响。人们利用光的偏振特性研究介质的性质，如折射率、旋光率、晶体矿物类别的判定。光的偏振现象还广泛应用于光调制器、光开关、应力分析等领域。
【实验目的】
1. 观察光的偏振现象，掌握利用偏振器来调节光强度的方法。
2. 了解产生偏振光的方法。
3. 了解检验偏振光的原理和方法。
【实验原理】
光的偏振现象清楚地显示了光的横波性，即电矢量E和磁矢量H的振动方向都与光波的传播方向V垂直（如图1）。因为光对物质作用主要是由于电矢量E产生，因此通常用电矢量E代表光的振动方向（在光学中常将电矢量称为光矢量）。把光的振动方向与传播方向构成的平面，称为振动面。
光有五种偏振态，即自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。其中线偏振光、圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。若光矢量的取向与大小都随时间作无规则的变化，各方向的取向几率相同，而且各取向上光矢量振幅的时间平均值相等，则称为自然光。若光矢量在某一确定的方向上最强，且各方向的电振动无固定的位相关系，则称为部分偏振光。若光矢量固定在某一平面内振动，则称为平面偏振光或线偏振光。如果光矢量方向随时间作有规则的改变，其末端在垂直于传播方向的平面内的轨迹呈椭圆或圆，这样的光分别称为椭圆偏振光和圆偏振光。
1. 线（平面）偏振光的产生――偏振器:
获得偏振光的途径很多。当光在不同介质的界面上发生反射、折射时，只要满足一定的条件，就可以产生部分偏振光乃至线偏振光。在实际工作中，常采用专门的偏振器来获得具有固定振动面的平面偏振光。偏振器可以用天然的双折射晶体产生,如沃拉斯顿（Wollaston）棱镜、洛松（Rochon）棱镜、尼科耳（Nicol）棱镜、格兰（Glan）棱镜等。由于天然双折射晶体体积不大，而且价格较高，因而利用天然晶体制作的棱镜偏振器仅用于需要高质量偏振光的地方。实验发现有些材料对不同偏振状态的光有选择吸收的性质。例如，天然的电气石晶体和硫酸碘奎宁晶体。当光矢量与晶体的光轴平行时，光被晶体吸收较少，而光矢量与晶体的光轴垂直时，光被吸收较多。这种性质叫做晶体的二向色性。多数偏振片用二向色性多晶体薄膜制作。常见的偏振片是在拉伸了的赛珞基片上蒸镀一层硫酸碘奎宁小晶粒，利用基片的应力使晶粒的光轴定向排列，构成面积较大的偏振片。由于部分有机化合物晶体具有二向色性，易于大面积制作，且价格便利，因而得到广泛应用。自然光经过偏振片，其透射光基本上变为线偏振光。这种偏振片既可作为光的起偏器也可作为光的检偏器。它能够吸收某一振动方向的光而透过与此垂直方向振动的光。偏振器可以透过光振动的方向，称为透振方向。
偏振器按其在应用时所起的作用不同而叫法不同：用来产生偏振光的叫起偏器，用来检验偏振光的叫检偏器。
光通过偏振器后振动方向的变化
2. 马吕斯定律：
马吕斯定律定量描述了线偏振光经过偏振器（检偏器）前后的强度关系，它表述为：当入射到检偏器的线偏振光光强度为I1，经过检偏器后的出射光强度为I2，若入射线偏振光的振动方向和检偏器透振方向夹角为α，则有：
I2=I1·cos2α（未考虑检偏器的吸收）
由式可知，当=0、π，即入射和出射光振动方向平行时，I2=I1，光强不变；而、即入射和出射光振动方向垂直时，I2=0，即出射光“消光”。
检偏器可用于检验光波在各不同振动方向的强度分量。旋转检偏器，改变其透振方向，可以观察到出射光线的强度变化。
3. 椭圆偏振光和圆偏振光:
正如在力学中两个互相垂直，有一定位相差的同频率简谐振动的合振动是椭圆振动一样，椭圆偏振光可视为沿同一方向z传播,振动方向相互垂直的两个同频率的线偏振光（如图3所示，一个电矢量为、一个为）的合成：
其中：、为振幅；为二光波的圆频率；为时间；为波矢；为两光波的相对相位差．
合成电矢量的端点在垂直于光传播方向的平面内描绘的随时间变化的轨迹为一椭圆。椭圆的形状、取向和旋转方向，由和决定。当及时，椭圆偏振光变为圆偏振光；当±或者(或时，椭圆偏振光变为线偏振光。
4. 双折射晶体与波晶片：
自然光在晶体中传播时会偏离原来的方向而发生折射。在某些晶体中，折射光会分成两束，这就是晶体的双折射现象。
两束折射光中，一束沿着按照折射定律所确定的方向在晶体中前进，称为寻常光，简称o光；另一束光偏离该方向前进，称为非常光，简称e光。当改变自然光的入射角时，进入到晶体内的寻常光（o光）总是遵守折射定律，而非常光（e光）则不遵守原有的折射定律。此外，这两束光在晶体中的传输速率也不相同。
在双折射晶体中，存在一个特殊的方向，当光沿着该方向传播时，不发生双折射，即o光和e光沿同一方向传播,传播速度相同。这个方向被称为该晶体的光轴。只有一个光轴的晶体叫做单轴晶体，例如冰、石英、红宝石和方解石。同理，具有两个光轴的晶体称为双轴晶体，这类晶体有云母、兰宝石、硫磺等。光在双轴晶体内传播要复杂得多。波晶片是用单轴晶体中切割下来的平面平行板做成的。在制作波晶片时应使晶体表面与晶体的光轴平行，当光垂直入射到晶体表面时，晶体内o光与e光沿垂直于晶体表面的同一方向传播但传播速度不同。精确控制晶体的厚度，可以用它来调整o光和e光的光程差（位相差）。当光线射出晶体之后就可以得到两束具有恒定位相差而振动方向互相垂直的光振动了。波晶片也叫做相位延迟片。必须注意，只有在晶体内部才有o光、e光之分，当光线射出晶体之后就无所谓o光和e光了。
当线偏振光入射到光轴平行于表面的波晶片时，o光和e光传播的方向是一致的，但是这两束光在晶体中的传播速度不同。因此，通过厚度为d的晶片射出后，o光和e光之间将产生位相差：
式中λ表示光在真空中的波长，d为波片的厚度，no和ne分别表示波晶片对o光和e光的折射率。当光线射出晶体之后,这两束位相差恒定的光振动所合成的合振动随位相差δ的不同，就表现出不同的偏振方式：
（1）当光程差 （no–ne）d=kλ时，δ=2kπ，k为整数，这样的波晶片可使o光和e光的光程差等于kλ，称为全波片（λ波片）。其o光和e光的合振动为振动面与入射光的振动面完全相同的平面偏振光。
（2）当光程差 （no–ne）d=（2k+1）λ/2时，δ=（2k+1）π，此时波晶片的厚度使o光和e光的光程差等于 （2k+1）λ/2，称为半波片（λ/2波片）。其合振动仍为平面偏振光，但其振动面相对于入射光的振动面旋转了2θ角（θ是入射光振动面与波晶片光轴间的夹角）。
（3）当光程差（no–ne）d=（2k+1）λ/4时，δ=（2k+1）π/2，即晶片的厚度可使o光与e光的光程差等于（2k+l）λ/4，称为四分之一波片（λ/4波片）。其合振动一般为椭圆偏振光。应当注意入射光振动面与波晶片光轴间的夹角θ的三个特殊值：0、π/2和π/4；当θ=0、π/2，由于入射到波晶片的光矢量正好平行或垂直于晶体的光轴，因而e光或o光分量必然有一个正好为0，椭圆偏振光退化为平面偏振光（又称“线偏振光”）；θ=π/4，由入射光矢量产生的e光与o光分矢量正好相等，加上此时的位相差正好为π/4，则合振动为圆偏振光。由此可知：1/4波片可将平面偏振光变成椭圆偏振光、圆偏振光或平面偏振光；反之，它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成平面偏振光。
一些双折射晶体在室温时的主折射率(A=589nm)
0光主折射率(no)
e光主折射率(ne)
5. 偏振光的产生:
（1）线偏振光可以由自然光或部分偏振光通过偏振器（通常称为起偏器）产生，由于只有电矢量方向平行于透振方向的光可以通过，所以，由偏振器出射的光为线偏振光。
（2）产生椭圆偏振光的方法是将线偏振光垂直入射到λ/4波晶片上，线偏振光振动方向与λ/4波片光轴的夹角不等于45°，这时透过λ/4波片的光就是椭圆偏振光，椭圆长轴或短轴与λ/4波片光轴平行。
（3）产生圆偏振光的方法与产生椭圆偏振光的方法相同，注意的是线偏振光垂直入射到λ/4波片时，必须使线偏振光的振动方向与λ/4片的光轴成45°，这时透过λ/4片的光是圆偏振光。
6. 偏振光的检验：
要检验一束光是自然光、部分偏振光、线偏振态、椭圆偏振光还是圆偏振光，需使用λ/4波片和偏振器（包括起偏器、检偏器）按照一定的步骤观察光强的变化，进行分析判别。将待测光束垂直射入检偏器，并转动检偏器观察光强变化：
（1）在检偏器转动中，光强不变为自然光或圆偏振光。在检偏器前加入λ/4波片,再旋转检偏器，观察光强变化：光强仍不变为自然光；光强出现变化为圆偏振光。
（2）在检偏器旋转中光强两次为0，为线偏振光；
（3）在检偏器旋转中光强变化但不为0，为部分偏振光或椭圆偏振光。进一步判断应仿照(1)步骤，在检偏器前加入λ/4波片并使波片光轴方向与光强极大值方向一致，再旋转检偏器，观察光强变化：光强变化但不为0为部分偏振光；旋转时，光强两次为0为椭圆偏振光。
本实验中判断线偏振光通过λ/4波片出射光的偏振态，所以可以事先排除为自然光或部分偏振光的可能，只可能是线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光。具体类型由各种偏振态在观察过程中所表现的特征来决定。见下表：
强度有变化，有消光
强度无变化，无消光
强度有变化，无消光
根据观察到的特征就可以确定光束的偏振状态。
【实验仪器】
GSZF-3型偏振光实验系统一套(含偏振器，波晶片，激光器，光探测器)
【仪器描述】
实验系统 GSZF－3型仪器是光、机、电一体化的、由计算机自动控制和采样以及数据处理的偏振光实验系统。它主要由计算机、实验软件、偏振器（格兰棱镜）、1/4波片（650nm）、步进电机控制的旋转调节架（包括调节架和磁性表座）、光电信号接收系统、半导体激光器（λ＝650nm）组成。由步进电机控制的调节架可带动偏振器、1/4波片等器件旋转任意的角度，精度可达0.05°。
偏振光实验系统的典型布置如图4所示。
4 系统典型布置示意图
实验装置的实体图
由激光器发出的光，照射到信号接收器上被转换为电信号，通过电控箱而进入计算机，经数据处理后，在显示器上以光强随偏振片或波晶片转动角度变化曲线的方式显示。偏振器、1/4波片放在激光器和信号接收器之间。调整1/4波片光轴方向与起偏器透振方向的相对位置会改变从1/4波片出射的光的偏振性，产生不同类型的偏振光。当检偏器从到转动时，信号接收器同步接收由检偏器出射的光强，便得到不同形式偏振光在垂直于光传播方向的平面内各个角度的光能量分布曲线，由此可以对入射到检偏器的光的偏振性质作出判断。
1. 系统元件支撑与调节架
（1）三维调节架。
（2）磁性表座：注意支撑调节架所附的磁性表座的使用。当其磁性开关处于“OFF”状态时，可以自由移动。当调节架的调节完成以后，则应将磁性开关置于“ON”，使它处于磁性紧固状态，让系统各个部件保持稳定。
2. 系统软件界面功能介绍
本实验需要的各常用操作命令大多数可以通过“控件按钮”完成，个别操作需要通过“菜单”中的二级命令完成。
（1）控件按钮操作：图6为操作界面的“控件按钮”示意图。
图6 “控件按钮”示意图
① 消除数据：删除掉当前采集的数据。注意数据被消除后，某些操作(如“数据”)是禁止使用的。下面的角度检索控件也具有消除当前所采集的数据的功能。
② 电机选择：选中1、2、3号控件可以分别选择l、2、3号电机。但实验中一般禁止同时选中2个或3个电机同时转动。为避免不小心同时选中2个电机，建议操作中先关掉上一步已选中的电机后再点击新选择的电机控件。
③ 启动：已经选中的电机开始旋转。一般选择每次旋转360°。在调节初始角度时，中途可以用ESC键中断，使其停在某个角度的位置。但应当注意在调整结束后正式采集光能角分布时不要在旋转过程中轻易中断电机的转动，因为这样会改变在每次角度扫描起始状态下检偏器和起偏器透振方向应该保持的正交状态。
④ 角度检索：当转动已选择的电机，使其带动的偏振片或波片转到某一角度后，执行该命令，系统弹出“角度检索”对话框。若选择“使检索到的角度为零基准”复选框，在输入框中保留显示值或手工输入需要的某一角度值，点击“确认”按钮，电机会转动至输入框中选择的角度值后停止下来。在电机转动时光标成时钟漏斗状。检索结束时，角度位置为下次转动的起始0角度值，并清空历史数据，当检索结束时，光标又变为缺省状态。
⑤ 手动调节：选中手动调节按钮后，正、反转按钮生效；每点击一次，所选择的电机正转或反转0.5°。但不能转动到负角度值。
图7 实验用的“菜单二级命令”示意图
（2）记录暗电流：此操作在二级菜单中进行。按照菜单提示的顺序操作。图7为“初始化”菜单下记录暗电流的“二级菜单命令”示意图。其功能为记录当前环境的杂散光和传感器的暗电流，以便在采集信号时自动扣除暗电流的影响。一般在系统初始化时完成此操作，实验中不再重复进行此操作。只有当光的角度－能量曲线有大量的连续零点即“消光”点(曲线平底)时(如图8所示)，才需要再次做初始化工作。
（3）马吕斯定律：对实验中采集的线偏振光能量的空间角度－光强值作图显示和校验。“显示窗”中的横坐标为，纵坐标为光强相对值。蓝色斜线为马吕斯定律的理论曲线，由序号标记的红色圆点为实际采样值，其相应的数据信息显示在右侧的“数据列表框”中。执行该命令后，系统弹出提示对话框。由于该理论曲线是针对零角度处光强为极小值设计的，如果不满足此条件的采样数据不能使用，应从新调整到角度为零时光强为零的状态才能使用。为此应使用下面的“移动坐标”功能把某一极小值处的角度设置为零角度，再执行该命令。
图9 验证马吕斯定律
（4）移动坐标：执行该命令后，屏幕出现红色垂直采样线，使用 “page up”、"page Down”或光标左右移动键“←”键或“→”键来控制采样线的位置(如图10所示)。注意此时左上角出现一个数据窗口：显示红线所在的角度以及对应的能量值(二者以逗号隔开)。当选择好角的位置后，点击“Enter”键确认，按“Esc”键可以取消该项操作。在实验中为了将光强最小值角度从新设置为坐标初始零角度值基准，常采用先移动垂直采样线到光强最小值处，从数据窗口读出光强最小值处的角度值，注意不要在此点击“Enter”，而直接按”Esc”退出此菜单。然后选择“角度检索”控件，在“使检索到的角度为零基准”复选框中输入前面读出的光强最小值所对应的角度值，再点击“确认”按钮，电机会转动至光强最小值正好位于零角度处停止下来。这样紧接着采样得到的曲线就实现了光强曲线的最小值正好与角度为零的坐标原点重合。
图10 坐标平移；重新定位0角的位置
【实验内容】
1. 系统准备
（1）按图摆放好各器件。依次开启显示器、计算机主机、电控箱、激光器电源。计算机正常启动后，点击桌面上的“GSZF－3型偏振光实验系统”图标，进入实验程序。
（2）系统准直调节
首先调整系统的准直性也就是使各个光学元件共轴，是本实验成功的重要保证。激光器和信号接收器的中心应该等高，使激光束基本平行于台面。调节激光器或者信号接收器，保证激光束照入信号接收器正中的小孔。固定磁性表座，整个实验就以激光束为系统的基准线。
参照图5把3号电机夹具连同检偏器放入系统，首先通过平移和升降调节，使激光束全部通过检偏器正中的透光部分而到达信号接收器。继而调节检偏器支架上的水平和俯仰调节螺钉，调整检偏器表面法线方向，使由检偏器前表面反射的光束基本沿原入射光束方向返回，这样使检偏器表面与入射光方向垂直，使反射光斑基本与出射光斑重合。用同样的方法安放和调节1号电机起偏器和2号电机1/4波片。这样保证起偏器、检偏器和1/4波片表面同系统的基准线(即激光束)垂直。偏振片和1/4波片在随步进电机转动时转动中心应尽可能与入射光束中心重合，并保证在光学原件随电机转动时激光束不照射到透光孔边缘上。否则会使光信号太弱或在转动过程中被光阑边缘阻挡产生大量的干扰信号（曲线严重变形）。
（3）消除暗电流
进入系统应用软件后，要做“记录暗电流”的初始化工作。打开“初始化”菜单，点击“记录暗电流”选项，按提示完成暗电流的记录。在实验过程中，只要没有退出软件，则不要重复此项工作。
（4）调整入射光强度
选择恰当的入射光强度对于实验的准确性有较大的影响。光强度太大,曲线会出现削顶即饱和；光强度太小（曲线峰值低于30％时），光强随角度变化不明显。
调整时先将光路中2号电机（1/4波片）从磁性表座上取下取出，只保留光源、起偏器、检偏器和信号接收器。“选择“3号电机”并“启动”，令检偏器Pj转动，观察能量—－角度曲线，如果输出光强度在30—95%之间而且波形较好，则入射光强度适当。否则应再取下检偏器Pj，只保留起偏器Pq，通过“启动”“1号电机”转动起偏器Pq调节入射光强,使Pq转到输出光强为70—95%时及时中断程序（按下ESC键），停止转动。然后，再加入Pj重复上述操作,对入射光强检查，反复调整直到入射光强合适为止。
如果按照步骤调整入射光强时，检测到的信号始终太小，说明系统故障，请报告指导教师处理。
一旦光强调整适当后，整个实验中应不再改变（即1号电机不再转动）。
如果光强在转动时，变化曲线波形不光滑，主要是系统准直调整不合格，应从新仔细对系统的准直性进行调整。
2. 线偏振光的产生和马吕斯定律的验证：
（1）在光路中只放入起偏器Pq和检偏器Pj（将1/4波片从光路中取出），在快捷菜单控件中选中3号电机。（大多数菜单功能都已经列在“快捷菜单”中，注意使用。以下同）
（2）击“控制”/“角度输入”，将数据采集间距设置为0.5度。（这里“/”表示了菜单的级次；如A/B，表示B为A菜单所属的下级菜单。以下同）
（3）击快捷菜单控件“启动”，开始采集实验数据。此时，3号步进电机会带动检偏器Pj旋转360°，屏幕显示角度－能量曲线。
（4）注意如果曲线中光强最小值处角度不为零，应先移动坐标的扫描起始点。即选“角度－能量曲线”中输出光强度为零的角度作为下次Pj扫描的起始角度。步骤见前面系统软件界面功能介绍中的移动坐标部分。以Pj的扫描起始点为强度最小值点，从新扫描得到强度最小值正好是角度零点的“角度－能量曲线”。
（5）点击“数据处理”/“马吕斯定律” ，按照程序提示操作，记录验证情况（十个测量数据）
记录表1 验证马吕斯定律数据记录表
检偏器角度
相对光强值
3. 椭圆和圆偏振光的产生与鉴别
（1）调节Pj与Pq的透振方向垂直。具体操作步骤为：
① 按照马吕斯定率实验中，使检偏器Pj停止位置正好为光强最小强度值位置的方法，将Pj转到光强最小值处停止。此时，即为Pj与Pq的透振方向正处于垂直的位置。
② 为验证起偏器与检偏器是否透振方向垂直，可用白纸片放在Pj与信号接收器之间来观察有无光输出并采用手动调节方法微调使Pj与Pq垂直。具体操作如下：a．清除实验数据；b．选中3号电机启动，监视屏幕显示的角度――能量曲线，当曲线到达零点时(曲线与坐标横轴相交)，按下“ESC键”中断程序；c．点击“启动/启动手动机构/左（右）转动”控键按钮，使电机Pj一步一步地手控转动，对Pj的透振方向进行微调，(每点击一次转过0.5°)，同时监视信号接收器表面的光强变化(也可用白纸片放在Pj与信号接收器之间来辅助观察)，一直调节到肉眼看不到光亮为止；d．清除数据。
注意：“手动机构”不能右转到角度值为负值。
图l1 透射光能量与偏振片角度的关系(角度(度))
（2）调节1/4波片的晶体光轴与Pq或Pj的透振方向重合。具体操作步骤为：
① 在光路中放入1/4波片，将电机选为2号。
② 点击“文件/清除本次实验记录”，将此前记录的实验数据清空。
③ 启动2号电机，带动1/4波片旋转。然后用与1中相同的方法调节1/4波片旋转至在光接收器处后光强为零。此时，1/4波片的光轴与Pq或Pj的透振方向重合。
（3）产生和鉴别椭圆与圆偏振光。具体操作步骤为：
① 在保持2号电机选中和1/4波片的晶体光轴与Pq或Pj的透振方向重合的条件下,点击“启动/角度检索”，在角度框显示的当前值上加15°后确认回车退出。(此操作是使1/4波片的晶体光轴与Pq或Pj的透振方向的夹角为15°)。
② 选中3号电机启动，使Pj旋转360°，记下光强的变化规律，并判断此时入射光经过1/4波片后的偏振态。
③ 清除实验数据。
④ 选中2号电机，重复本第3步（1）－（3）的步骤，使1/4波片的光轴从消光位置依次转过30°、45°、60°、75°、90°，记录光强变化规律，判断各种情况下光的偏振态并填入“记录表2”中。事实上在进行了第一次操作后，可以不必每次都进行消光位置的从新调节，而只需要使1/4波片在上次转动角度的基础上，直接再转动15°的方法来依次实现30°、45°、60°、75°、90°的采集实验。即在作完上一次采集（15°）后，紧接着作下一次采集时，1/4波片只需在当前角度基础上再转动15°即可。（以后的重复操作，1/4波片晶体光轴与入射偏振光振动方向的夹角实际上依次为30°、45°、60°、75°、90°。）
【实验数据处理及报告填写要求】、
1. 马吕斯定律的验证：根据实验中所记录的l0个测量数据，利用坐标纸作图，讨论实验数据与理论值的一致性。
2. 椭圆偏振光和圆偏振光的产生与鉴别：根据光的能量曲线的强度变化情况和消光状态，画出1／4波片光轴转动l5°，30°，…，90°等6个角度时的能量分布示意图；利用“光偏振检验表”，判断不同状态所对应的偏振态，完成记录表的填写。讨论1／4波片对光的偏振的影响。
【思考题】
1. 在本实验中，当信号接收器探测到的光信号太强和太弱时，可以通过旋转l号电机，改变Pq的透振方向获得强度适当的信号。这种操作能使我们对于激光器的光源特性有何认识？
2. 本实验中“波片加工精度”以及“激光器波长的漂移”会对“1／4波片带来的光程差”造成误差。试根据波片对线偏振光产生的位相差和光程差公式，对波片厚度和激光波长的关系进行讨论。
3. 在本实验中，1/4波片对光的偏振状态的形成和检验起着非常重要的作用。注意本实验在1/4波片前面还使用了一个偏振器Pq，其作用是使自然光变成线偏振光。请考虑如果没有Pq，还能够分别形成椭圆、圆和线偏振三种状态吗？为什么？
4. 马吕斯定律定量描述了一对由起偏器和检偏器组成的偏振器对透过光线强度的调节作用。请据此设计一套可以连续调节光强的实验系统。豆丁微信公众号
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第十五章 光的偏振和晶体光学基础 《工程光学（第3版）》课件
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3秒自动关闭窗口如何区别自然光，部分偏振光，线偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光_百度知道
如何区别自然光，部分偏振光，线偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光
我有更好的答案
迎着光束，观看所有偏振矢量的最外边缘所形成的轨迹的形状(直线、椭圆、圆等等)。单纯的使用偏振无法完全区分这四种偏振光，应该再加上一个1/4玻片，具体如下：1、用偏振片进行观察，若光强随偏振片的转动没有变化，这束光是自然光或圆偏振光。这时在偏振片之前放1/4玻片，再转动偏振片。如果强度仍然没有变化是自然光；如果出现两次消光，则是圆偏振光，因为1/4玻片能把圆偏振光变为线偏振光。2、如果用偏振片进行观察时，光强随偏振片的转动有变化但没有消光，则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。这时可将偏振片停留在透射光强度最大的位置，在偏振片前插入1/4玻片，使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行，再次转动偏振片会若出现两次消光，即为椭圆偏振光，即椭圆偏振片变为线偏振光；若还是不出现消光，则为部分偏振光。3、如果随偏振片的转动出现两次消光，则这束光是线偏振。
采纳率：57%
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自然光又称“天然光”，不直接显示偏振现象的光。天然光源和一般人造光源直接发出的光都是自然光。它包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向，所以不显示出偏振性。从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向。这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫做自然光。光又称“可见光”。一般自然光由七种颜色光组成，分别是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
光矢量的振动方向不变，而大小随相位改变，这种光称为完全偏振光，如果在光的传播方向上各点的光矢量在确定的平面内，这种光被称为平面偏振光，如果光矢量的端点的轨迹为一条直线，此时的平面偏振光又称为线偏振光，光的电矢量末端在垂直于传播方向的平面上描绘的轨迹为一直线的偏振光
。当传播方向相同，振动方向相互垂直且相位差恒定为φ=（2m±1/2）π的两平面偏振光叠加后可合成光矢量有规则变化的圆偏振光。圆偏振光的电矢量大小保持不变，而方向随时间变化。相位差为φ=（2m+1/2）π时为左旋圆偏振光，相位差为φ=（2m-1/2）π时为右旋圆偏振光。
部分偏振光，自然光以除i=0°及i=90°外地任何角度入射时，都有不等式：|cos（i1+i2）|&cos（i1-i2），这时可得：Ap`/Ap1&As1`/As1，由此式表明反射光中电矢量的平行分量总是小于电矢量的垂直分量，从内部结构来看，这两个分量是方向不同、振幅大小不等的大量偏振光的电矢量在这两个方向投影的矢量和，因此这两个分量仍是不相干的，不能合成为一个矢量，具有这种特点的光称为部分偏振光。
在光的传播方向上，光矢量只沿一个固定的方向振动，这种光称为平面偏振光引，由于光矢量端点的轨迹为一直线，又叫做线偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面。线偏振光的振动面固定不动，不会发生旋转。极大多数光源都不发射线偏振光而发射自然光，需要经过下列措施才能获得线偏振光。当传播方向相同，振动方向相互垂直且相位差恒定为φ=（2m±1/2）π的两平面偏振光叠加后可合成光矢量有规则变化的圆偏振光。
椭圆的偏振光是指光的电场方向或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上描绘出的轨迹。当两个相互垂直的振动同时作用于一点时，若它们的频率相同并且有固定的位相差，则该点的合成振动的轨迹一般呈椭圆形。
1．普通光源中各个分子或原子内部运动状态的变化是随机的，发光过程又是间歇的，他们发出的光是彼此独立的，从统计规律上来说，相应的光振动将在垂直于光速的平面上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方向上相应光矢量的振幅（光强度）都是相等的。我们把“在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称分布”的光就称为自然光。&　　2．任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上的分量。 &　　3．由于自然光的对称性，所有取向的光矢量在这两个方向上的分量的时间平均值彼此相等。因此自然光可分解为两个任意垂直方向上的、振幅相等的独立分振动，它们的相位之间没有固定的关系，不能把它们叠加成一个具有某一方向的合矢量，两者的光强度各等于自然光总光强度的一半。（见自然光图三） & &　　4．自然光的表示方法如下图所示。图中用短线和点子分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动。& &　　1． 光矢量只沿某一固定方向振动的光为线偏振光（演示）。偏振光的振动方向与传播方向组成的平面称为振动面。线偏振光也可称为完全偏振光或平面偏振光，有时也简称偏振光。光的偏振的特性，说明了光不仅是一种波，而且是横波。　　2． 线偏振光常用以下两种图式表示： & &振动方向平行于纸面的线偏振光& &振动方向垂直于纸面的线偏振光& &　　3． 线偏振光也可以用传播方向相同、相位相同或相差、振动相互垂直的两列光波的叠加描述。（演示） & &　　1． 部分偏振光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量都有，但振幅不对称，在某一方向振动较强，而与它垂直的方向上振动较弱。（见部分偏振光一）　　2． 部分偏振光的光矢量可分解为两个振幅不等、振动相互垂直的独立分振动。（见部分偏振光二） & &　　3． 部分偏振光常用以下两种图式表示： & &平行振动强于垂直振动的部分偏振光& &平行振动弱于垂直振动的部分偏振光 &&可变内容到此为止希望能帮到你！！！
将光照过偏振片,转偏振片一周.出现光强明暗变化现象的是椭偏,无变化的是圆偏
单纯的使用偏振无法完全区分这四种偏振光,应该再加上一个1/4玻片,具体如下用偏振片进行观察,1.若光强随偏振片的转动没有变化,这束光是自然光或圆偏振光.这时在偏振片之前放1/4玻片,再转动偏振片.如果强度仍然没有变化是自然光；如果出现两次消光,则是圆偏振光,因为1/4玻片能把圆偏振光变为线偏振光2.如果用偏振片进行观察时,光强随偏振片的转动有变化但没有消光,则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光.这时可将偏振片停留在透射光强度最大的位置,在偏振片前插入1/4玻片,使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行,再次转动偏振片会若出现两次消光,即为椭圆偏振光,即椭圆偏振片变为线偏振光；若还是不出现消光,则为部分偏振光3.如果随偏振片的转动出现两次消光,则这束光是线偏振光。
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