（2） 在起偏器与探测器间加检偏器，转动检偏器测量检偏器出射最大光强，记为I0，应
反复多测几次，求平均值I0和检偏器读数。（为何必须反复多测几次求平均值？）
oc以?0作为00角。然后，每隔100或150，改变角度，测量由检偏器出射光强I，用lns?为自变量，lnI为应变量，对lnI－lncos?进行直线拟合，求得函数I?I0cosn?中的n及相关系数r,以此证明马吕斯定律。
光路图如下：
起偏器激光器检偏器接收器
图5 验证马吕斯定律光路图
【实验数据】（注：以下数据不作为仪器验收标准，仅供实验时参考） １．1/４波片的作用
当Ａ的偏振轴与Ｐ的偏振轴垂直时，偏振片Ａ消光时的位置Ａ(０)为65o，在Ａ与Ｐ之间插入1/４波片Ｃ，旋转Ｃ到再次出现消光，Ｃ的位置Ｃ(０)为136o旋转1/４波片Ｃ，改变其快（或慢）轴与入射的线偏振光电矢量之间夹角θ，当θ分别为15o、30o、45o、60o、75o、90o时，将Ａ旋转360o，观察光强的变化情况，发现出现二次极大和二次极小，二次极大或极小值基本相等，并且从极大到极小或从极小到极大，偏振片Ａ都转过约90o，由此可说明线偏振光通过1/４波片后，出射光可能为线偏振光，圆偏振光或椭圆偏振光，关键取决于θ，观察结果如下表所示。
表1 1/４波片的作用 1/４波片转过的角度θ 15° 30° 45° 60° 75° 90° 6.3 24.7 53.6 29.6 7.7 0.1 Ａ转动3600,现测到极大、 光的偏振性质 极小值的光功率读数/?w 105.5 90.7 70.1 89.3 107.4 115.6 6.6 23.8 51.3 28.8 7.3 0 109.7 90.4 68.5 88.5 106.1 118.6 椭圆偏振光 椭圆偏振光 近似圆偏振光 椭圆偏振光 椭圆偏振光 线偏振光 ２．圆偏振光与自然光、椭圆偏振光与部分偏振光的鉴别
单用一块偏振片无法区别圆偏振光和自然光，也无法区别椭圆偏振光和部分偏振光。必须再借助于一块1/４波片，才能达到目的，具体做法是：按图２装置，先使Ａ处于Ａ(０)位置，这时产生消光现象，然后将1/４波片Ｃ放在Ａ前面，并从Ｃ(0）位置转过45°，再转动Ａ，光功率计变化很小，说明线偏振光通过该波片变成圆偏振光，然后再在Ｃ和Ａ之间加入另一块1/４波片C'，再转动Ａ，发现有消光现象，说明圆偏振光经1/４波片后变成线偏振光，而自然光通过1/４波片仍为自然光，这样可以将二者区分。
当1/４波片Ｃ转过的角度不为０°、 45°等一些特殊角度，线偏振光通过它出射的一般是椭圆偏振光，如用偏振片Ａ检查，可发现透射光强虽有变化，但不出现消光现象，再在Ｃ和Ａ之间加入另一块1/４波片C，使其快（或慢）轴与椭圆偏振光的长（或短）轴平行，则通过C透射光也为线偏振光，用偏振片Ａ检查，可发现有消光现象，而部分偏振光通过1/４波片后，仍为部分偏振光，这样也可以将二者区分。 ３、1/２波片的作用（客户可以直接选配1/2波片完成此实验）
１）分别测得Ａ，Ｃ和C的零点位置为：Ａ(０)为65、Ｃ(０)为136、C(0)为285; ２）将Ｃ和C组成一个1/２波片；
如图4所示的装置中，在Ａ和Ｃ分别处于Ａ(０)和Ｃ(０)位置时，在Ｃ和Ａ之间，再插入一个1/４波片C，转动C，使再次出现消光现象，记下C(０)＝285，这时C的快轴与Ｃ的快轴可能平行，也可能垂直，然后将Ｃ和C同时转过15,如果仍然出现消光现象，
'0'''o
'''oo'o
''说明Ｃ和C'快轴互相垂直，则只要将其中一块1/４波片转过90, 则Ｃ和C'已组成一个1/
o
２波片。如不再出现消光现象，说明Ｃ和C'已组成一个1/２波片，转动Ａ到再次出现消光现象，记录相应的角度?'为95°,可见线偏振光通过1/２波片后出射的仍为线偏振光，只是偏振方向转过30°即2?，使1/２波片的快（或慢）轴与线偏振光振动方向之间夹角?分别为30°、45°、60°、75°、90°。转Ａ到消光位置，记录相应的角度?'，可进一步验证这一点。
表2 1/２波片的作用
'? ? 线偏振光经1/２波片后震动方向转过角度 30° 60° 90° 120° 150° 180° 95° 125° 155° 185° 215° 245° 15° 30° 45° 60° 75° 90° 4、马吕斯定律的验证
I?I0cos?n
式中，I0为检偏器光轴与偏振光电矢量同方向时，输出的最大光强。I为检偏器光轴与偏振光电矢量夹角为?时，输出的光强，n为待定常数
表3 验证马吕斯定律结果
?0/ 0?1/ 0?/ 0?/uW COS? 346.0 356.0 6.0 346.0 16.0 26.0 36.0 0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 57.2 55.1 50.8 43.3 33.8 23.5 1.000 0.985 0.940 0.866 0.766 0.643 46.0 56.0 66.0 60.0 70.0 80.0 14.3 6.9 1.9 0.500 0.342 0.174 转角???1-?0；?0为检偏器光轴与偏振光电矢量同方向时的角度读数值。
lnI与lnCOS?进行直线拟合得:n?1.953;与理论值百分差2.3%。相关系数r＝
0.99992。这就验证了马吕斯定律。从实验可知：用马吕斯定律可以定量地调节入射光强度，也可以检验光电传感器工作是否线性。 实验二
太阳能电池基本特性测定
太阳能的利用和太阳能电池特性研究是21世纪新型能源开发的重点课题。目前硅太阳能电池应用领域除人造卫星和宇宙飞船外，已应用于许多民用领域：如太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收音机、太阳能计算机、太阳能乡村电站等。太阳能是一种清洁、“绿色”能源，因此，世界各国十分重视对太阳能电池的研究和利用。本实验的目的主要是探讨太阳能电池的基本特性，太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子能量转换为电能。本实验将测量太阳能电池下述特性：
1、在没有光照时，太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏
安特性曲线，并求得电压和电流关系的经验公式。
2、测量太阳能电池在光照时的输出特性并求得它的短路电流(ISC)、开路电压(UOC)、
最大输出功率Pm及填充因子FF[(
Pm(IscUoc))]。
填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。 3、光照效应： a、测量短路电流ISC和相对光强度
JJ0之间关系，画出ISC与相对光强
JJ0之间的关系图。 b、测量开路电压UOC和相对光强度
JJ0之间的关系，画出UOC与相
对光强
JJ0之间的关系图。
一、原理
太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U与通过电流I的关系式为：
?UI?Io(e(1)式中，Io和?是常数。
?1) (1)
由半导体理论，二极管主要是由能隙为EC－EV的半导体构成，如图1所示。EC为半导体电带，EV为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和
空穴对。电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。
电子光子空穴图1
导电带EC能隙价电带EV 假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想二极管、一个并联电阻Rsh与一个电阻Rs所组成，如图2所示。
Iph-IdIdIphIRshRs+U- RL图2 图2中，Iph为太阳能电池在光照时该等效电源输出电流，Id为光照时，通过太阳能电池内部二极管的电流。由基尔霍夫定律得：
IRs?U?(Iph?Id?I)Rsh?0 （2）
（2）式中，I为太阳能电池的输出电流，U为输出电压。由（1）式可得，
I(1?RsRsh)?Iph?URsh?Id （3）
假定Rsh??和Rs?0，太阳能电池可简化为图3所示电路。
IdIphIU 图3