偏振光實驗報告-預覽頁
【正文】 (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)。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。測量葡萄糖水溶液的濃度將已經(jīng)配置好的裝有不同的容積克濃度(單位：g/100mL)的葡萄糖。測量不同濃度樣品的旋光度(多次測量取平均)。光彈性實驗方法是一種光學的應力測量方法，因為測量是全域性的，所以具有直觀性強，能有效而準確地確定受力模型各點的主應力差和主應力方向，并能計算出各點的主應力數(shù)值。圖1 光彈性試驗的光學效應示意圖如圖1所示，自然光通過偏振器成為平面偏振光（在A1平面中），平面偏振光垂直地射在模型上某一O點，如果模型未受力，則光線通過后并無改變，但如果O點有應力，這時將出現(xiàn)暫時雙折射現(xiàn)象，如果圖O點的二個主應力和方向已知，則平面偏振光通過受力模型O點后，分解成二個與及方向一致的平面偏振光，二者之間產(chǎn)生一光程差δ，光程差與主應力差（）及模型厚度t成正比，即：式中k為光學常數(shù)，與模型材料及光的性質(zhì)有關(guān)。② δ=0，由公式可知（）=0，即=，符合這些條件的點稱為各向同性點。 由于應力分布的連續(xù)性，等差線不僅是連續(xù)的，而且它們之間還按一定的次序排列，對應于n=l的等差線稱為一級等差線或稱一級條紋，對應于n=2的等差線稱為二級等差線或二級條紋，依次類推，其中n稱為條紋序數(shù)，以上是根據(jù)光源用單色光講的。圖31 對徑受壓圓盤等差線圖 圖32 對徑受壓圓盤等傾線圖觀察對徑受壓圓盤的等差線和等傾線，分別如圖31和32所示。觀察實驗1：觀察光彈材料光彈特性 將光彈材料放入已經(jīng)調(diào)整好偏振方向的兩偏振片中間，調(diào)節(jié)光彈材料的高度為合適。在觀察過程中出現(xiàn)實驗現(xiàn)象即可。(2) 二級電光 (克爾一Kerr) 效應，介質(zhì)折射率變化與電場強度的平方成正比。 n0為晶體對尋常光的折射率。由(1)、(2)式可得： 式中d0為U＝0時的相位差值，它與晶體材料和切割的方式有關(guān)，對加工良好的純凈晶體而言d0＝0 。若取a＝土45176。)時，IA=0 當d (U)＝2kp +1或U＝(2k+1) Up 時，IA = IP 當d (U)為其它值時， IA在0~ IP 之間變化。IP 由此需要引入另外兩個特征參量： 消光比 透射率 式中，Io為移去電光晶體后轉(zhuǎn)動檢偏器A得到的輸出光強最大值。圖6為外加偏置直流電壓與交變電信號時光強調(diào)制的輸出波形圖。但也可以加直流電壓來實現(xiàn)。液晶與液體、晶體之間的區(qū)別是：液體是各向同性的，分子取向無序；液晶分子有取向序，但無位置序；晶體則既有取向序又有位置序。接著液晶對于晶電的光效應有如下認識：液晶分子是在形狀、介電常數(shù)、折射率及電導率上具有各向異性特性的物質(zhì)，如果對這樣的物質(zhì)施加電場(電流)，隨著液晶分子取向結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，它的光學特性也隨之變化，這就是通常說的液晶的電光效應。本儀器所使用的液晶樣品即為TN型。不加電壓時，入射光通過起偏器形成的線偏振光，經(jīng)過液晶盒后偏振方向隨液晶分子軸旋轉(zhuǎn)900，不能通過檢偏器；施加電壓后，透過檢偏器的光強與施加在液晶盒上電壓大小的關(guān)系見圖61；其中縱坐標為透光強度，橫坐標為外加電壓。陡度β=Ur/ Uth即飽和電壓與閾值電壓之比。TNLCD可用于顯示數(shù)字、簡單字符及圖案等，有選擇的在各段電極上施加電壓，就可以顯示出不同的圖案。調(diào)整光路，打開光功率測試儀，旋轉(zhuǎn)兩片偏振片，可觀察到光功率計數(shù)值大小變化，若最大透射光強小于200μW，可旋轉(zhuǎn)氦氖激光器機身，使最大透射光強大于200μW最后調(diào)節(jié)偏振片正交至透射光強值達到最小。作電光曲線圖，縱坐標為透射光強值，橫坐標為外加電壓值。數(shù)據(jù)記錄及處理下圖為計算機模擬出實驗數(shù)據(jù)得出的圖形，圖形基本符合要求，驗證了液晶電光效應
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