Excel软件在偏振光实验数据处理中的应用

摘 要：本文主要为了说明Excel在偏振光实验数据处理中的应用步骤。Excel对进行偏振光实验数据处理既可以实现数据处理简单化，又可以准确作图。

关键词：Excel；偏振性；马吕斯定律

中图分类号：TP317.3

偏振特性是光波作为横波区别于纵波的一个重要特性，是波动光学教学中的一个重要部分。近几十年来，随着光学的飞速发展，对光的偏振特性研究成为令人关注的焦点，对光的偏振特性知识的掌握也成为必需。但是，在实际教学中学生对光的偏振特性接触的较少，不易理解。通过光学实验让学生掌握光的偏振现象，是理论与实验相结合的好方法。光学实验中，对光的偏振现象研究的一个重要内容是利用激光功率计测光强验证马吕斯定律，传统实验数据处理的方法有一定的弊端，如果在处理过程中稍有不慎就不能正确反映物理量之间的关系，得到错误的结论。Excel有数据分析和绘图两大功能，熟练使用它可以大大地提高效率，从而达到事半功倍的效果。

计算机作为信息时代的标志具有多种功能。利用计算机软件进行数据处理和作图是信息时代的要求，这就要求我们要及时调整教学内容，采用现代教学手段。对学生来说也是一个锻炼，可以让他们学会思考，提高学习兴趣，提高他们的计算机的应用能力。

1 实验原理

某些晶体对两个互相垂直的光矢量振动具有不同的吸收本领。具有这种选择性吸收性质的晶体称为二向色性晶体。当入射光的振动方向与晶体的光轴垂直时，光被吸收而不能透过；当入射光振动方向与晶体光轴平行时，光很少被吸收而能透过晶体。在塑料薄膜上涂敷一层二向色性的微晶，然后拉伸薄膜，使二向色性晶体沿拉伸方向整齐排列，把薄膜夹在两个透明塑料片或者玻璃片之间便成为偏振片。每块偏振片都有一个特有的偏振化方向，即当光波穿过它时，只允许光矢量的振动方向与偏振化方向平行的光波通过，而光矢量的振动方向与偏振化方向垂直的光波被吸收。因此，自然光通过偏振片后，就成为光矢量的振动方向与偏振化方向平行的偏振光。

若在偏振片 后面再放一偏振片P2，P2就可以检验P1后的光是否为偏振光，即P2起了检偏器的作用。当起偏器P1和检偏器P2的偏振化方向之间的夹角为θ时（如图2所示）则通过检偏器P2的偏振光强度I满足马吕斯定律[3]：

2 实验数据分析及讨论

传统的做法要求学生用坐标纸描点画图，不仅费时、费力，而且学生实验报告作图误差普遍较大。在作图时主观因素多随意性强，人为改变绘图比例缺乏对数据进一步分析和处理，不能正确反映各物理量之间的关系。

针对出现的这些问题结合实际，我们提出让学生用计算机来处理数据，即利用excel处理数据。excel是一个多文档界面，集数据处理和图形绘制为一体的软件。数据分析主要包括曲线拟合、排序计算、统计等各种完美的数据分析功能。

由马吕斯定律知，I与 之间是成余弦关系，只要由测量的数据得出I～ 关系图是余弦图像就验证了马吕斯定律的正确性。

下面我们分步骤讲一下利用excel在光偏振实验中验证马吕斯定律的具体方法：

2.1 数据输入

2.2 曲线绘制

3 结束语

本文分步骤介绍了excel在光偏振实验数据处理中的应用。用excel来进行光偏振实验数据处理不仅可以实现数据处理简单化，还可以准确作图。对提高学生计算机应用能力，开拓视野，激发学生的创造能力，对今后的学习和工作都有大有裨益。

参考文献：

[1]肖井华，蒋达雅，陈以方.大学物理实验教程[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.

[2]柴成钢，罗贤清，丁儒牛.大学物理实验[M].北京：科学出版社，2004.

[3]原所佳.物理实验教程[M].北京，国防工业出版社，2007.

作者简介：罗春霞（1982.03-），女，物理教研室讲师，硕士。

作者单位：武汉东湖学院，武汉 430012