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偏振光实验仪的工作原理
偏振光实验是为了掌握分光计的工作原理,熟悉偏振光的原理和性质。验证马吕斯定律,并根据布儒斯特定律测定介质的折射率所作的一系列实验。实验目的:观察光的偏振现象,加深对其规律认识。
原理:它的基本原理是利用偏振光的特性,将偏振光分为两束,使它们沿两条光路分别传递,然后在空间中相遇,通过干涉产生干涉图像。
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。
偏振原理 通常光源发出的光,它的振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。这种光叫做自然光。
光的偏振原理图解 如图所示,偏振器可以让某一方向的光波通过,而对于其他方向的光波则会被过滤掉。当偏振器和光波的偏振方向一致时,光波可以通过偏振器;当偏振器和光波的偏振方向垂直时,光波则被过滤掉。
布儒斯特角与布拉格角的区别
1、则折射光为30度。相关解析:反射光为完全偏振光,说明入射角60°符合布儒斯特角;由布儒斯特定律可知,反射光与折射光互相垂直,且折射光为部分偏振光,因此为90度-60度=30度。
2、自然光以布儒斯特角入射到界面时,反射光为线偏振光,折射光为部分偏振光。偏振角,又称布儒斯特角(Brewster’s angle)。自然光经电介质界面反射后,反射光为线偏振光。
3、根据布儒斯特定律,折射光是部分偏振的,而透过介质后的投射光才是完全偏振光。反射光与折射光的夹角正好为90度。此时光入射角的正切值为n2/n1,这个角度就是布儒斯特角。
4、让自然光以偏化角入射在二种不同透明媒质的界面时,可得完全偏振的反射光与部分偏振的透射光。以空气与玻璃为例,根据菲涅耳公式(见光在分界面上的折射和反射),此偏化角(布儒斯特角)为iP=arctgn。
如何利用测定布儒斯特角来确定起偏器的偏振化方向
当折射光跟入射光方向刚好垂直的时候,入射光跟入射法线的夹角就是布儒斯特角,此时,反射光和折射光都是线偏振的状态,反射光的偏振方向垂直于入射光和界面法线组成的主平面,折射光的偏振方向在此主平面内。
可以用一个已知偏振方向的偏振片共线放置并不断旋转已知的偏振片,当通过两偏振片的自然光强为0时,待测偏振方向与已知的偏振片偏振方向垂直。
偏振光实验通常用一个偏振片(起偏器)将透过它的自然光转换为平面偏振光,再用另一片偏振片(检偏器)检测平面偏振光。
如果光以布儒斯特角入射,反射光就全部是垂直于入射面振动的完全线偏振光。所以,只要将透过偏振片的光以布儒斯特角入射,如果转动偏振片有反射光消失,说明此时的透光方向在平行于入射面方向。
布儒斯特角实验产生误差的可能原因
(1)玻璃平板转过的角度不合适;(2)入射的线偏振光的振动方向不合适。
振动状态的传播就是波动,波动时物质运动的一种很普遍的形式。
利用功率功率激光探头来测量光强。布儒斯特角利用功率功率激光探头来测量光强,改善实验步骤减小误差。布儒斯特角,又称偏振角(Brewster’s angle),是自然光经电介质界面反射后,反射光为线偏振光所应满足的条件。
实验误差的主要来源:试验材料固有的差异、进行试验的外界条件的差异、由于量具因素所造成的误差。试验材料固有的差异:这可能是由于试验材料本身的性质、质量、纯度等不同造成的。
量具因素 由于量具因素所造成的误差,包括刻度误差、磨耗误差及使用前未经校正等因素。刻度分划是否准确,必须经由较精密的仪器来校正与追溯,量具使用一段时间后会产生相当程度磨耗,因此必须经校正或送修方能再使用。
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