李瑞霞 范雅靜 范淑媛

摘 要：本文介紹了偏振與雙折射實驗的主要教學內(nèi)容及運用Origin8.0軟件處理數(shù)據(jù)和制圖。

關鍵詞：馬呂斯定律 橢圓偏振光 Origin8.0 作圖

中圖分類號：O436 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0012-02

大學物理實驗是高等學校理工科學生必修的一門基礎課程。在實驗教學過程中，往往需要對大量的實驗數(shù)據(jù)進行處理和作圖，學生感覺很頭疼。現(xiàn)在計算機技術發(fā)展很快，出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的數(shù)據(jù)處理以及作圖軟件。其中用Origin8.0處理實驗數(shù)據(jù)非常簡單，只需要輸入實驗數(shù)據(jù)，然后再選擇相應的菜單命令，點擊相應的工具按鈕就可以繪制出相關的圖形。本文將簡單地介紹一下運用Origin8.0軟件處理偏振與雙折射實驗數(shù)據(jù)。

1 偏振與雙折射實驗及數(shù)據(jù)處理

本實驗的主要教學內(nèi)容是驗證馬呂斯定律和檢測橢圓偏振光通過檢偏器的光強。實驗結果會得到大量的實驗數(shù)據(jù)，用Origin8.0軟件來處理數(shù)據(jù)作圖。

1.1 驗證馬呂斯定律

按照馬呂斯定律，強度為的線偏振光通過檢偏器后，透射光的強度為，式中為入射光的偏振方向與檢偏器透光軸之間的夾角。當以光線傳播方向為軸轉(zhuǎn)動檢偏器時，透射光強度I將發(fā)生周期性變化。（見圖1）

如圖1所示，轉(zhuǎn)動檢偏器，使其與起偏器透光軸方向正交，此時光電流計示值最小。使兩偏振器透光軸夾角從0°～90°，每隔10°測量1個點，測量透射光強I。要求用直角坐標繪制圖。得到的實驗數(shù)據(jù)（見表1）。

1.2 檢測橢圓偏振光通過檢偏器的光強

光路圖如圖2所示：激光通過起偏器后就成為線偏振光。波片C的光軸與之透光軸夾角只要不是0°，45°，90°，則通過波片C后就是橢圓偏振光。將檢偏器轉(zhuǎn)動360°，光檢測器檢測后之光強，就可以得到橢圓偏振光在360°范圍內(nèi)的合成光強的變化。（見圖2）

首先推導橢圓偏振光經(jīng)過后的合成光強表示式。

設C與透光軸之夾角為，C與透光軸夾角為，光經(jīng)過后，變?yōu)榫€偏振光，其光矢量的振幅為A，在波片入射面上將被分解為e光和o光（均相對于C）：

通過波片C后將產(chǎn)生一位相差，對波片，通過C之后的只有與透光軸平行之分量才能通過：

與有一相位差，它包含了波片產(chǎn)生的位相差，還包含所帶來的附加的位相差。與合成后的光矢量振幅設為：

則干涉光強為I：

對于波片，，所以：

實驗中使30°，轉(zhuǎn)動一周，然后以極大值處為起始點（0°）。測量之關系。每10°測量1個點。要求用極坐標繪制圖。實驗數(shù)據(jù)（見表2）。

1.3 用Origin8.0作圖

打開Origin8.0軟件，將表1中的數(shù)據(jù)粘貼到Book1中，然后選中數(shù)據(jù)，點散點圖，接著點菜單欄中的”Analysis”-“Fitting”-“Fit Linear”-“Open Dialog”，點擊”O(jiān)K”。就會出現(xiàn)如下線性擬合圖，相關參數(shù)也給出來了。（見圖3）

同理，打開Origin8.0軟件，輸入表3中的數(shù)據(jù)，點擊”Polar”極坐標圖，漂亮的極坐標圖就出來了，如圖4所示。需要強調(diào)的是若要把Origin8.0頁面上的圖導出來，不能點”Copy“選項，而要點”Copy Page“選項。

2 結語

利用計算機輔助實驗教學，必將成為一種重要的教學手段。用好Origin8.0軟件，對物理實驗數(shù)據(jù)的處理和繪圖幫助很大，Origin8.0軟件的功能非常強大，希望與大家共同探討學習。

參考文獻

[1]熊永紅，張實昆，任忠明，等.大學物理實驗[M].科學出版社，2007.