橢圓偏振光和部分偏振光的檢驗(yàn)試驗(yàn)

1、 橢圓偏振光與部分偏振光的檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)課題： 大學(xué)物理學(xué)（下）p256告訴我們關(guān)于偏振光的檢驗(yàn)有關(guān)知識(shí)，我們了解了利用一塊偏振片與四分之一波片檢驗(yàn)出自然光、部分偏振光、線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光的方法，以下是相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)論：表-3 偏振光的檢驗(yàn)第一步令入射光通過偏振片，改變偏振片I的透振方向P1，觀察透射光強(qiáng)度的變化（圖1）觀察到的現(xiàn)象有消光強(qiáng)度無(wú)變化強(qiáng)度有變化，但無(wú)消光結(jié)論線偏振自然光或圓偏振部分偏振或橢圓偏振第二步 a.令入射光依次通過/4片和偏振片，改變偏振片的透鏡方向P2，觀察透射光的強(qiáng)度變化b.同a，只是/4片的光軸方向必須與第一步中偏振片產(chǎn)生的強(qiáng)度極大或極小的透振方向重合觀察

2、到的現(xiàn)象 有消光無(wú)消光有消光無(wú)消光結(jié)論 圓偏振自然光橢圓偏振部分偏振 但是實(shí)際上，偏振光的偏振化方向與四分之一波片的光軸方向一般是不會(huì)標(biāo)明的，橢圓偏振光的兩主軸的位置也是不知道的，這就使橢圓偏振光與部分偏振光的檢驗(yàn)發(fā)生了困難。以下，用旋轉(zhuǎn)波片的方法使這一問題得以解決。知識(shí)準(zhǔn)備1熟悉偏振光、起偏器、四分之一波片及其性質(zhì)2了解斯托克斯矢量及馬呂斯定律3學(xué)會(huì)光路圖的安裝及調(diào)整光路實(shí)驗(yàn)原理：一般情況下，橢圓偏振光均可以看做線偏振光經(jīng)過一任意延遲量的波片形成的，由入射光的斯托克斯適量和四分之一波片的勒密矩陣可以求出出射光的斯托克斯矢量并且有：任意橢圓偏振光通過1/4波片后，只要1/4波片的快慢軸與橢圓長(zhǎng)

3、軸與短軸方向一致，則出射光均可補(bǔ)償為一線性偏振光。而部分偏振光可以看做是自然光與偏振光的疊加，由斯托克斯矢量可得經(jīng)過1/4波片后仍為部分偏振光。由馬呂斯定律可得其光強(qiáng)隨檢偏器的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化的關(guān)系圖實(shí)驗(yàn)裝置：光路圖如下：L待檢測(cè)的光源B為可以旋轉(zhuǎn)的四分之一波片，C為可以旋轉(zhuǎn)的檢偏器，M為接收檢驗(yàn)光的裝置。實(shí)驗(yàn)步驟：1按圖布置光路，調(diào)整光軸，使M可接收到被檢驗(yàn)光。2輕輕旋轉(zhuǎn)四分之一波片，同時(shí)觀察M上接收光的光強(qiáng)變化（可觀察到光變明變暗再變明的變化）。3當(dāng)M上光達(dá)到最暗時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)四分之一波片并固定，旋轉(zhuǎn)檢偏器，觀察M明暗變化。4旋轉(zhuǎn)被檢驗(yàn)光，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：若步驟3后觀察到消光現(xiàn)象，則被檢驗(yàn)

4、光為橢圓偏振光：若沒有消光現(xiàn)象則被檢驗(yàn)光為部分偏振光。實(shí)驗(yàn)誤差分析：1實(shí)驗(yàn)的精度不夠，例如當(dāng)被檢驗(yàn)光為部分偏振光且自然光的光強(qiáng)占總光強(qiáng)的比例較小時(shí)，可能會(huì)忽略自然光誤認(rèn)為是橢圓偏振光，或當(dāng)橢圓偏振光的長(zhǎng)軸與短軸之比接近一時(shí)，其類似于圓偏振光，在實(shí)驗(yàn)步驟2時(shí)無(wú)法辨別出M上光最暗的狀態(tài)，所以無(wú)法辨別是否消光。2此實(shí)驗(yàn)可利用較為簡(jiǎn)單的儀器檢驗(yàn)部分偏振光與橢圓偏振光，但可被檢驗(yàn)的光的范圍較小。在某些狀況可能會(huì)存在誤差。3實(shí)驗(yàn)在盡可能無(wú)光的條件下進(jìn)行，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。改進(jìn)方法及思考 實(shí)驗(yàn)用的儀器較為簡(jiǎn)單原始，可以考慮使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，將M與計(jì)算機(jī)程序相連，使得旋轉(zhuǎn)B、C時(shí)，計(jì)算機(jī)可以顯示偏振光的光強(qiáng)變化，實(shí)驗(yàn)者通過觀察馬呂斯曲線來(lái)確定四分之一波片的放置方向是否與橢圓偏振光的光軸方向平行，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。理想化模型：關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助還需要付出很