偏振片初探.PDF

偏振片初探 投稿類別: 物理類 篇名: 偏振片初探 作者: 曾芷葳。屏東縣立枋寮高中。高一 1 班 葉沛淳 。屏東縣立枋寮高中 。高一1 班 指導老師： 莊旻憲 - 1 - 偏振片初探 壹●前言 偏振片(又稱偏光片)是指可將天然光轉為偏振光的化學元件。將兩塊偏振片 疊在一起轉動，並調整角度，便可以發現偏振片上的明暗程度隨著角度的不同而 有所改變；我們也利用角度的變化做了相關的實驗。若利用此特性，則可廣泛運 用在生活中，帶來諸多便利。以下將要探討偏振片的作用原理及生活應用。(如 圖1) 。 (圖1)兩片偏振片 貳●正文 一、光的向性 光是能量的一種傳播方式，通常指人類肉眼可見的電磁波（可見光譜），是 電磁波譜上的某段頻譜。光源所發出的光，是束縛於光源原子裡的電子運動。光 直線傳播，是不需要任何介質的，但在其他物體重力場的影響下傳播路徑會發生 偏折光源而發出光。光既是高頻的電磁波，又是由光子為基本粒子組成的粒子 流。因此光同時具有粒子性與波動性，或者說光具有「波粒二象性」。另外，光 波本身就是從原子、分子內輻射出的高頻電磁場，因此光波可以通過加速帶電粒 子產生。 - 2 - 偏振片初探 二、偏振片的結構 偏振片一平方公分裡有30 萬條肉眼看不見的直線分子排列體，排列在同一 方向，使光線偏極化取得柔和光線。人造偏振片有很多種，其中一種的製作方法 是將具有網狀結構的聚乙烯醇高分子化合物薄膜作爲片基，浸入碘液中，經過硼 酸水溶液還原穩定後，把它定向拉伸 4-5 倍，使大分子定向排列。拉伸後，高 分子材料由網狀結構變成線狀結構，碘分子則整齊地被吸附在薄膜上。這種方式 製成的偏振片具有起偏性或檢偏性，用於整個可見光的範圍。(如圖2) (圖2)偏振片分層結構 三、光透過偏振片的方式 主要作用為把不具偏極性的自然光轉成偏極光，使與電場垂直的光線通過。 假設眼前有兩塊偏振片P 和Q 當自然光通過偏振片P 之後，唯有振動方向和偏 振片的透振方向一致的光才能通過。因此，通過偏振片P 的光波，在垂直於傳播 方向的平面上，沿著某特定的方向振動，這種光叫做偏振光。通過偏振片的光緊 接著通過偏振片Q 。若兩塊偏振片透振方向平行，便可通過；若兩塊偏振片透振 方向垂直，則不能透過Q 。 四、偏振的原理 - 3 - 偏振片初探 偏振片設計成只能讓某一光軸的光線通過。偏振的角度隨光線改變，垂直與 平行兩角有著明暗差，當夾角為90 度時偏振片可達到最暗效果；然而在夾角為 0 度時，光線可直接通過偏振片而達到最明亮效果 。(如圖3)理論而言，兩塊正 交偏振片不會出現任何透射光束；但是實際上，透射率並不完全等於零。假設照 射一偏振光束在一塊偏振片上，而偏振光的偏振方向垂直偏振片的傳輸軸，在理 想狀態下，光會被偏振片完全阻擋，但實際而言，阻擋並不完全，還是會有一些 偏振光透射過偏振片。 假如在兩塊正交偏振片之間，置放一塊透明物體，則任何偏振效應，例如雙 折射效應，會造成透射率增高，偏振測量技術就是使用這效應來測量樣品的光學 活性。 (圖3)0 度平行與90 度垂直透過偏振片所產生的明暗效果 五 、實作 (一) 、目的： 1. 觀測光通過偏振片時，光的亮度。 2. 測量｢垂直偏振」以及｢平行偏振」兩種在角度下的變化。 (二) 、材料： 光度計、長30cm 箱子、補光