布儒斯特角實驗

簡介

布儒斯特角（Brewster's angle）是光學(xué)中一個具有重要理論和應(yīng)用價值的概念，它描述了光在兩種不同介質(zhì)界面發(fā)生折射和反射時的一種特殊偏振現(xiàn)象。當(dāng)入射光以這一特定角度照射介質(zhì)界面時，會發(fā)生一個的物理效應(yīng)：反射光將變成振動方向垂直于入射面的線偏振光，而透射光則成為以平行分量為主的部分偏振光。布儒斯特角現(xiàn)象在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中有著廣泛而重要的應(yīng)用。在激光技術(shù)領(lǐng)域，通過在激光諧振腔的端窗以布儒斯特角放置光學(xué)元件，可以產(chǎn)生高度偏振的激光輸出；在攝影和顯示技術(shù)中，利用布儒斯特角原理設(shè)計的偏振濾鏡可以有效消除水面、玻璃等表面的反射眩光；在光學(xué)薄膜鍍制工藝中，基于布儒斯特角的特性可以優(yōu)化抗反射涂層的設(shè)計。此外，這一原理還被應(yīng)用于光纖通信、光譜分析等諸多高科技領(lǐng)域，成為現(xiàn)代光學(xué)工程基礎(chǔ)知識之一。本實驗利用光傳感器測量光強，利用轉(zhuǎn)動傳感器測量角度，通過繪制光強與角度的關(guān)系曲線，探究布儒斯特角實驗現(xiàn)象。

特點

采用模塊化設(shè)計和“積木式”搭建，通過充分地動手實操熟悉布儒斯特角光路結(jié)構(gòu)。

內(nèi)置無線轉(zhuǎn)動傳感器和無線光傳感器，可精確測量角度變化量和光強變化量。

搭載SmartLAB通用數(shù)據(jù)分析軟件，可實時采集與實時分析實驗數(shù)據(jù)。

實驗內(nèi)容

1.基礎(chǔ)內(nèi)容

研究反射光強與角度之間的曲線關(guān)系，驗證布儒斯特角的存在，觀察反射光的偏振現(xiàn)象。

通過布儒斯特角計算透明介質(zhì)的折射率。

理解P偏振光和S偏振光的反射特性。

2.提升內(nèi)容

更換樣品，重復(fù)測量，比較不同介質(zhì)的布儒斯特角。

更換激光光源，比較不同波長激光的布儒斯特角。

典型實驗數(shù)據(jù)

P偏振分量光強度與入射角的關(guān)系曲線圖

S偏振分量光強度與入射角的關(guān)系曲線圖

P偏振分量的擬合曲線圖