用Origin8.0软件处理偏振与双折射实验数据

摘 要：本文介绍了偏振与双折射实验的主要教学内容及运用Origin8.0软件处理数据和制图。

关键词：马吕斯定律 椭圆偏振光 Origin8.0 作图

中图分类号：O436 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0012-02

大学物理实验是高等学校理工科学生必修的一门基础课程。在实验教学过程中，往往需要对大量的实验数据进行处理和作图，学生感觉很头疼。现在计算机技术发展很快，出现了一批优秀的数据处理以及作图软件。其中用Origin8.0处理实验数据非常简单，只需要输入实验数据，然后再选择相应的菜单命令，点击相应的工具按钮就可以绘制出相关的图形。本文将简单地介绍一下运用Origin8.0软件处理偏振与双折射实验数据。

1 偏振与双折射实验及数据处理

本实验的主要教学内容是验证马吕斯定律和检测椭圆偏振光通过检偏器的光强。实验结果会得到大量的实验数据，用Origin8.0软件来处理数据作图。

1.1 验证马吕斯定律

按照马吕斯定律，强度为的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为，式中为入射光的偏振方向与检偏器透光轴之间的夹角。当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I将发生周期性变化。（见图1）

如图1所示，转动检偏器，使其与起偏器透光轴方向正交，此时光电流计示值最小。使两偏振器透光轴夹角从0°～90°，每隔10°测量1个点，测量透射光强I。要求用直角坐标绘制图。得到的实验数据（见表1）。

1.2 检测椭圆偏振光通过检偏器的光强

光路图如图2所示：激光通过起偏器后就成为线偏振光。波片C的光轴与之透光轴夹角只要不是0°，45°，90°，则通过波片C后就是椭圆偏振光。将检偏器转动360°，光检测器检测后之光强，就可以得到椭圆偏振光在360°范围内的合成光强的变化。（见图2）

首先推导椭圆偏振光经过后的合成光强表示式。

设C与透光轴之夹角为，C与透光轴夹角为，光经过后，变为线偏振光，其光矢量的振幅为A，在波片入射面上将被分解为e光和o光（均相对于C）：

通过波片C后将产生一位相差，对波片，通过C之后的只有与透光轴平行之分量才能通过：

与有一相位差，它包含了波片产生的位相差，还包含所带来的附加的位相差。与合成后的光矢量振幅设为：

则干涉光强为I：

对于波片，，所以：

实验中使30°，转动一周，然后以极大值处为起始点（0°）。测量之关系。每10°测量1个点。要求用极坐标绘制图。实验数据（见表2）。

1.3 用Origin8.0作图

打开Origin8.0软件，将表1中的数据粘贴到Book1中，然后选中数据，点散点图，接着点菜单栏中的”Analysis”-“Fitting”-“Fit Linear”-“Open Dialog”，点击”OK”。就会出现如下线性拟合图，相关参数也给出来了。（见图3）

同理，打开Origin8.0软件，输入表3中的数据，点击”Polar”极坐标图，漂亮的极坐标图就出来了，如图4所示。需要强调的是若要把Origin8.0页面上的图导出来，不能点”Copy“选项，而要点”Copy Page“选项。

2 结语

利用计算机辅助实验教学，必将成为一种重要的教学手段。用好Origin8.0软件，对物理实验数据的处理和绘图帮助很大，Origin8.0软件的功能非常强大，希望与大家共同探讨学习。

参考文献

[1]熊永红，张实昆，任忠明，等.大学物理实验[M].科学出版社，2007.