“散射光偏振态检测水质~~~”课题结题报告..doc

“散射光偏振态检测水质颗粒含量的理论与实践研究”课题结题报告光极课题组执笔课题负责人课题组成员丁友根 张俊莲 尹凤婷 刘斌1、课题研究的意义、课题研究的理论依据在测量散射光的偏振性时，自然光的矢量在平面内沿着一切可能的方向振动，可平均地分解成y和z两个相等的分量[6] 。入射偏振方向为y方向的线偏振光时，在oxy平面出射的是y方向的线偏振光；入射偏振方向为x方向的线偏振光时，在oxy平面出射的是x方向的线偏振光。因此，在实验时可把水平和垂直两方向上的y和z两相等的分量替代常在光学实验中使用的自然光，、课题研究的目标通过课题研究,获取事实,发现规律,发展理论,探索,并在实际中实施,在此基础上,收集相关资料数据,不断总结反思,积累一批有价值的资料与数据. 通过课题研究推进的改,提高的. ③通过课题研究培养创新精神和实践能力;合作,建立严谨的科学态度和科学道德,提高信息素养和学习能力.坚持做到理论学习与实践研究相结合,课内与课外相结合,以点带面,辐射到所有学科通过课题实验,撰写水平较高的论文.、课题研究的主要内容、课题研究的方法实验研究法我们主要选取作为实验研究科目,实验根据的特点设计再后进行总结反思,把问题提出来,互相研究,探讨.最后把研究所得运用到实中,不断地完善.即完成设想--实践--反思--再实践的实验过程.、课题研究的步骤；一)准备阶段(200.9—2005.11)1,论证定题,编制方案(二)实施阶段(200.11—2006.5) 1.在仪器的选择和实验装置设计方面，我们使用He-Ne激光器作为入射光源；为了方便研究透射光的偏振度与出射角的关系，选择使用分光计，即：将盛有溶液的柱形容器放在载物平台上，且使容器与载物平台共轴，通过旋转望远镜，即可在不同的出射角处观察透射光的偏振度。 2.在实验过程中，我们尝试了不同的悬浊液和溶液。例如，让He-Ne激光通过用面粉、花粉以及墨水调成的悬浊液，并且分别改变它们的浓度，再观测透射光在不同出射角的偏振度，此时发现效果不是很理想，。于是我们改用了低浓度的Fe（OH）3胶体进行实验，发现效果比较理想；为了精益求精，后来我们又用聚苯乙烯微球的标准液进行了实验。 3.在光学实验中，样品池的选择对实验结果是有决定性影响的，我们先是选用普通烧杯，作样品池，后来发现效果不佳，又改用了载玻片和盖玻片，可是这样测量范围就比较少，最后选用了精密仪器配套用的样品池。 4.在实验方法的选择方面，一开始，我们采用的是传统的方法测量偏振度，即经过偏振片窗，然后转动偏振片，测量透射光光强值I和Imin，然后利用公式即可求得沿不同出射角的透射光的偏振度。在实验过程中我们发现：传统方法在实际操作时，存在着很大的不足和缺陷：透射光通过偏振片时，光强大大减弱，从而给测量带来了比较大的困难；由于微弱的本底光强的存在,在测量弱光光强时，所得数据得准确性也大大降低。为了减小误差，增强实验得可操作性，我们采用了偏振叠加法。在此期间我们也选用过很多其他的方法，比如测量衍射光斑间距、用多个激光源从不同角度同时照射样品等方法，但均以失败告终。 (三)评估阶段(200.5——2006.6) 收集整理,做好各种资料的汇总,撰写结题报告和. 7、课题研究成果；氢氧化铁胶体样品作散射粒子场，测量散射光偏振度新方法。线偏振光分两次测量的偏振叠加法，比传统用自然光入射，偏振片作检偏器测量偏振度的方法更优越，不但节省了测量成本，而且提高了测量的范围。、课题研究存在的主要问题及今后的设想。主要参考文献:Carswell A I, Pal S R。 Polarization aniso tropy in lidar mul-tiple scattering from atmospheric clouds [J]。 Applied Optics, 1985, 24(17):3464-3471。 Cheung R T, Ishimaru A。 Transmission, backscatter-ring and depolarization of waves in randomly distributed spherical particles[J]。 Applied Optics 1982, 21(18):3792-3798 Kostuk R K, Sincerbox G T。 Polarization sensitivity of no-ise recorded in silver halide volume holograms[J]。 Applied Optics, 1988, 27(14):2993-2998 谢敬辉，赵达尊，阎吉祥著，物理光学教程，北京理工大学出版社，2005年1月第1版，第344页。 姚启钧 光学教程