偏振光實驗報告(已修改)
2025-08-01 09:41 本頁面
【正文】 偏振光實驗報告實驗1. 驗證馬呂斯定律實驗原理：某些雙折射晶體對于光振動垂直于光軸的線偏振光有強烈吸收，而對于光振動平行于光軸的線偏振光吸收很少(吸收o光，通過e光)，這種對線偏振光的強烈的選擇吸收性質，叫做二向色性。具有二向色性的晶體叫做偏振片。P1P2A0A0cosθθ圖2 偏振片可作為起偏器。自然光通過偏振片后，變?yōu)檎駝用嫫叫杏谄衿廨S(透振方向)，強度為自然光一半的線偏振光。如圖圖2所示：P1P2線偏光單色自然光線偏光圖1 圖1中靠近光源的偏振片為起偏器，設經(jīng)過后線偏振光振幅為（圖2所示），光強為I0。與夾角為,因此經(jīng)后的線偏振光振幅為，光強為,此式為馬呂斯定律。實驗數(shù)據(jù)及圖形： 從圖形中可以看出符合余弦定理，數(shù)據(jù)正確。，1/4波片作用實驗原理：偏振光垂直通過波片以后，按其振動方向（或振動面）分解為尋常光（o光）和非常光（e光）。它們具有相同的振動頻率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比），若將它們投影到同一方向，就能滿足相干條件，實現(xiàn)偏振光的干涉。分振動面的干涉裝置如圖3所示，M和N是兩個偏振片，C是波片，單色自然光通過M變成線偏振光，線偏振光在波片C中分解為o光和e光，最后投影在N上，形成干涉。MCN圖3 分振動面干涉裝置 I0波片偏振片偏振片單色自然光考慮特殊情況，當M⊥N時，即兩個偏振片的透振方向垂直時，出射光強為：；當M∥N時，即兩個偏振片的透振方向平行時，出射光強為：。其中θ為波片光軸與M透振方向的夾角，δ為o光和e光的總相位差（同波晶片的厚度成正比）。改變θ、δ中的任何一個都可以改變屏幕上的光強。當δ=（2k+1）π（1/2波片）時，cosδ=1，出射光強最大，出射光強最??；當δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）時，cosδ=0，,。特別地，利用1/4波片我們還可以得到圓偏振光和橢圓偏振光。當θ=45度時，得到圓偏振光，此時讓偏振片N旋轉一周，屏幕上光強不變。一般情況下，得到的是橢圓偏振光，讓偏振片N旋轉一周，屏幕上的光斑“兩明兩暗”。 實驗結果：半波片實驗數(shù)據(jù)表：1/4波片實驗數(shù)據(jù)：結論：線偏振光通過1/4波片后可能變成圓偏振光，橢圓偏振光也有可能仍是線偏振光。實驗3. 旋光效應實驗原理：線偏振光通過某些物質的溶液后，偏振光的振動面將旋轉一定的角度，這種現(xiàn)象稱為旋光現(xiàn)象。旋轉的角度稱為該物質的旋光度。通常用旋光儀來測量物質的旋光度。溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質的旋光能力、溶液的性質、溶液濃度、樣品管長度、溫度及光的波長等有關。當其它條件均固定時，旋光度與溶液濃度C呈線性關系即 (51)比例常數(shù)與物質旋光能力、溶劑性質、樣品管長度、溫度及光的波長等有關，C為溶液的濃度。物質的旋光能力用比旋光度即旋光率來度量，旋光率用下式表示： (52)(52)式中，右上角的t表示實驗時溫度(單位：℃)，是指旋光儀采用的單色光源的波長(單位：nm)，θ為測得的旋光度(0)，l為樣品管的長度(單位：dm)，C為溶液濃度(單位：g/100mL)。由(52)式可知：偏振光的振動面是隨著光在旋光物質中向前進行而逐漸旋轉的，因而振動面轉過角度θ透過的長度l成正比。振動面轉過的角度θ不僅與透過的長度l成正比，而且還與溶液濃度C成正比[14]。如果已知待測溶液濃度C和液柱長度l，只要測出旋光度θ就可以計算出旋光率。如果已知液柱長度為l固定值，可依次改變?nèi)芤旱臐舛菴，就可以測得相應旋光度θ。并作旋光度與濃度的關系直線θ~C，從直線斜率、液樁長度l及溶液濃度
物理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1