大学物理实验光的偏振

光的偏振是指光在传播时，电场矢量的振动方向只能沿着某一特定方向，而不能沿着

所有方向振动。光的偏振是光的一个重要性质，也是光学重要的研究内容之一。

我们可以通过光的偏振，来研究光的各种性质。光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和

椭偏振三种类型。

实验中，我们可以使用偏振片和偏振光源来研究光的偏振。下面我介绍两个光的偏振

实验。

我们可以使用偏振片来观察光的偏振现象。偏振片本身的作用是把不偏振的光线变成

具有偏振性质的光线。

实验步骤：

1.将偏振片放在光源的前面，并让光通过偏振片。

2.将第二个偏振片放在第一个偏振片的后面，并使两个偏振片的透振方向相互垂直。

3.观察通过第二个偏振片的光，发现光线的亮度发生变化，当两个偏振片的透振方

向平行时，光的亮度最大，当两个偏振片的透振方向垂直时，光变暗。

实验原理：

我们可以通过双折射晶片来产生圆偏振光，然后通过偏振片观察光的偏振现象。

3.观察通过偏振片后的光线，可以发现无论偏振片的透振方向如何调整，光的亮度

都不会发生变化。这是因为圆偏振光在所有方向都具有相同的偏振性质，无论用任何方

向的透振片都不会改变其偏振性质。

圆偏振光是指光的电场振动方向沿着一个圆周运动。这种光不具有特定的偏振方向，

无论用任何方向的偏振片都可以通过。

总结

光的偏振是光学重要的研究内容之一。我们可以通过偏振片和偏振光源的实验，研

究光的偏振现象。本文介绍了光通过偏振片和双折射晶片形成的圆偏振光的实验，希望

对读者有所帮助。

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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 仿真实验偏振光实验报告篇一：偏振光实验报告仿真课程：系别：专业班级：大学物理仿真实验电信学院实验报告 ------ 物理仿真实验实验名称：偏振光实验实验报告日期： 201X 年 11 月 28 日学号：******** *********** 姓名： *******教师审批签字1.实验原理：偏振光原理：按电磁波理论,光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直.实际中最常见的光的偏振态大体为五种，即自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏娠光和椭圆偏振光． 1. 自然光是各方向的振幅相同的光。对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等。 2．线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件；检偏器是用于鉴别光的偏振光状态的器件。常见的起偏或检偏的元件构成有两种：偏振片：它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.

光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；3．部分偏振光：除了自然光和线偏振光外，还有一种偏振状态介于两者之间的光．如果用偏振片去检验这种光的时候，随着检偏器透光方向的转动，透射光的强度既不象自然光那样不变，又不象线偏振光那样每转90o。交替出现强度极大和消光．其强度每转90o也交替出现极大和极小，但强度的极小不是0(即不消光)。从内部结构看，这种光的振动虽然也是各方向都有，但不同方向的振幅大小不同，具有这种特点的光，叫做部分偏损光我们假定波是沿z轴传播的，在图中它垂直纸面迎面而系．这时若电矢量按逆时针方向旋转，我们称为左旋圆偏振光。若顺时针旋转，称为右旋圆偏振光。 5．椭圆偏振光电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆的光，叫椭圆偏振光。椭圆运动也可看成是两个相互垂直的线偏振光的合成，只是它们的振幅不等，或位相差不等于±π/2。椭圆长、短轴的大小和取向，与振幅Ax, Ay和位相差都有关系。可以看出线偏振光和圆偏振光都是椭圆偏振光的特例，常用波晶片把椭圆偏振光转换为线偏振光。椭圆偏振光退化为圆偏振光的条件是：Ax ＝ Ay 和＝±π/2。椭圆偏振光退化为线偏振光的条件是：Ax ＝ 0，或Ay ＝ 0，或＝0，±π。椭圆偏振光也有左、右旋之分，其定义与前面圆偏振光的定义相同。波晶片：又称位相延迟片，是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，由于波晶片内的速度vo,ve不同，所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同.当两光束通过波晶片后o光的位相相对于e光多延迟了Δ=2π(n0-n1)d/λ，若满足(ne-no)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(ne-no)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(ne-no)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。布儒斯特定律：自然光以任意入射角i入射于两种各向同性的透明介质的分界面商。一般情况下，反射光和入射光分别是部分偏振光，垂直于入射面振荡的电矢量在反射光中占主要地位。在入射面上振荡的电矢量在折射光中占主要地位。有一特殊入射角b,当i =b 时，反射光线垂直于折射光线(i +b = π/2)，反射光变成完全偏振光。该现象最早在1815年为布儒斯特所发现，我们称之为布儒斯特定律， b叫做布儒斯特角，满足下列方程：其中n1，n2是相邻两种媒质的折射率。

大学物理实验《偏振光的观测与研究》

振现象是横波的特征。根据偏振的概念，如果电矢量的振动只限于某一确定方向的光，称为平面偏振光，亦称线偏振光；如果电矢量随时间作有规律的变化，其末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆（或圆），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光）；若电矢量的取向与大小都随时间作无规则变化，各方向的取向率相同，称为自然光，如图3-26所示；若电矢量在某一确定的方向上最强，且各向的电振动无固定相位关系，则称为偏振光。 1．获得偏振光的方法（1）非金属镜面的反射，当自然光从空气照射在折射率为n 的非金属镜面（如玻璃、水等）上，反射光与折射光都将成为部分偏振光。当入射角增大到某一特定值φ0时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于射面，这时入射角φ称为布儒斯特角，也称起偏振角，由布儒斯特定律得： 0tan n φ= （3-51）其中，n 为折射率。（2）多层玻璃片的折射，当自然光以布儒斯特角入射到叠在一起的多层平行玻璃片上时，经过多次反射后透过的光就近似于线偏振光，其振动在入射面。图3-26 自然光

大学物理实验《偏振光的观测与研究》

偏振光实验

偏振光实验一、实验目的 1、通过产生和观察光的偏振状态,掌握产生与检验偏振光的原理和方法； 2、验证布儒斯特定律，了解产生与检验偏振光的元件及仪器。二、实验原理光是一种电磁波，而电磁波是横波，，它有电矢量E和磁矢量H，习惯上我们总是用电矢量E来代表光波。光波中的电矢量与波的传播方向垂直，光的偏振现象清楚得显示了光的横波性。光大体上有五种偏振状态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。其中线偏振光和圆偏振光由可看作椭圆偏振光的特例。椭圆偏振光可视为两个沿同一方向传播的振动方向相互垂直的线偏振光（如图1所示，一个为电矢量，一个为）的合成：（1）式中A表示振幅，为二光波的圆频率，表示时间，为波矢的数值，是两波的相对相位差。合成矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆。椭圆的形状、取向和旋转方向，由，和决定。当和时，椭圆偏振光变为圆偏振光；当，或者（或）=0时，椭圆偏振光变为线偏振光（图2）。

本实验着重观察的是光的各种偏振态的改变。 1、光的偏振态凡是电振动只限于某一确定方向和该方向的负方向的光称为线偏振光（亦称平面偏振光）。在垂直于光传播方向的任一确定平面内，光波电矢量端点随时间作椭圆运动的光称作椭圆偏振光；作圆运动的称作圆偏振光。以上三种统称完全偏振光，若在垂直于光传播方向的平面（简称迎光平面）内，电矢量的取向与大小都随时间作无规则变化，且各方向的取向几率相同，彼此之间没有固定的位相关系，则称为自然光。自然光和线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光三者的任一个组合起来，就成为部分偏振光。 2、线偏振光的获得（1）反射起偏及透射起偏一束单色自然光从不同角度入射到介质表面，其反射光和折射光一般是部分偏振光。当以特定角度即布儒斯特（Brewster）角入射时，不管入射光的偏振状态如何，反射光将成为线偏振光，其电矢量垂直于入

大学物理实验讲义实验06 光的偏振实验

实验07 光的偏振实验光波是特定频率范围内的电磁波。在自由空间中传播的电磁波是一种横波，光波的偏振特性清楚地显示了光的横波性，是光的电磁理论的一个有力证明。本实验研究光的一些基本的偏振特性，通过实验深入学习有关光的偏振理论。【实验目的】 1、理解偏振光的基本概念，偏振光的起偏与检偏方法； 2、学习偏振片与波片的工作原理与使用方法。【仪器用具】 SGP-2A 型偏振光实验系统【实验原理】 1、光波偏振态的描述一般用光波的电矢量（又称光矢量）的振动状态来描述光波的偏振。按光矢量的振动状态可把光波偏振态大体分成五种：自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。这里重点讨论偏振光的描述。一个单色偏振光可分解为两个偏振方向互相垂直的线偏振光的叠加，即 ?? ?+==)cos(cos 21δωωt a E t a E y x （1）式中δ为x 方向偏振分量相对于y 方向偏振分量的位相延迟量，1a 、2a 分别是两偏振分量的振幅，ω为光波的圆频率。对于单色光，参数1a 、2a 、δ就完全确定了光波的偏振状态。以下讨论中，取021>a a 、，πδπ≤<-。当πδ，0=时，式（1）描述的是一个线偏振光，偏振方向与x 轴的夹角 )c o s a rc t a n (1 2 δαa a =称为线偏振光的方位角（如图1所示）。

图 1 线偏振光图 2 圆偏振光当2/2/ππδ-=，且21a a =时，式（1）描述的是一个圆偏振光，其特点是光矢量为角速度ω旋转，光矢量的端点的轨迹为一圆。δ的正负决定了光矢量的旋向，2/πδ=时为右旋圆偏振光，2/πδ-=时为左旋圆偏振光（迎着光的方向观察，如图2所示）。除了上述特殊情况，式（1）表示的是椭圆偏振光（如图3所示）。偏振的一个重要应用是研究光波通过某个光学系统后偏振状态的变化来了解此系统的一些性质。 2、偏振片和马吕斯定律偏振片有一个透射轴（即偏振化方向）和一个与之垂直的消光轴，对于理想的偏振片，只有光矢量振动方向与透射轴方向平行的光波分量才能通过偏振片。因此光波通过偏振片后，将变成光矢量沿透射轴方向振动的线偏振光，因此利用偏振片可以产生线偏振光。图 4 线偏振光的产生和检测 2

大学物理实验偏振光的观测与研究

大学物理实验偏振光的观测与研究 Prepared on 22 November 2020

实验偏振光的观测与研究偏振光的理论意义和价值是，证明了光是横波。同时，偏振光在很多技术领域得到了广泛的应用。如偏振现象应用在摄影技术中可大大减小反射光的影响，利用电光效应制作电光开关等。【实验目的】 1．通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。 2．掌握偏振光的产生和检验方法。 3．观察布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4．观测圆偏振光和椭圆偏振光。【实验仪器】光具座、激光器、光点检流计、起偏器、检偏器、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、观测布儒斯特角装置、带小孔光屏、钠光灯。【实验原理】按照光的电磁理论，光波就是电磁波，电磁波是横波，所以光波也是横波。在大多数情况下，电磁辐射同物质相互作用时，起主要作用的是电场，因此常以电矢量作为光波的振动矢量。其振动方向相对于传播方向的一种空间取向称为偏振，光的这种偏振现象是横波的特征。根据偏振的概念，如果电矢量的振动只限于某一确定方向的光，图3-26 自然光称为平面偏振光，亦称线偏振光；如果电矢量随时间作有规律的变化，其末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆（或圆），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光）；若电矢量的取向与大小都随时间作无规则变化，各方向的取向率相同，称为自然光，如图3-26所示；若电矢量在某一确定的方向上最强，且各向的电振动无固定相位关系，则称为偏振光。

1．获得偏振光的方法（1）非金属镜面的反射，当自然光从空气照射在折射率为n 的非金属镜面（如玻璃、水等）上，反射光与折射光都将成为部分偏振光。当入射角增大到某一特定值φ0时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于射面，这时入射角φ称为布儒斯特角，也称起偏振角，由布儒斯特定律得： 0tan n φ= （3-51）其中，n 为折射率。（2）多层玻璃片的折射，当自然光以布儒斯特角入射到叠在一起的多层平行玻璃片上时，经过多次反射后透过的光就近似于线偏振光，其振动在入射面内。（3）晶体双折射产生的寻常光（o 光）和非常光（e 光），均为线偏振光。（4）用偏振片可以得到一定程度的线偏振光。 2．偏振片、波片及其作用（1）偏振片偏振片是利用某些有机化合物晶体的二向色性，将其渗入透明塑料薄膜中，经定向拉制而成。它能吸收某一方向振动的光，而透过与此垂直方向振动的光，由于在应用时起的作用不同而叫法不同，用来产生偏振光的偏振片叫做起偏器，用来检验偏振光的偏振片叫做检偏器。按照马吕斯定律，强度为I 0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为： θ20cos I I = （3-52）式中θ为入射偏振光的偏振方向与检偏器偏振化方向之间的夹角，显然当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I 发生周期性变化。当θ=0°时，透射光强最大；当θ=90°时，透射光强为极小值（消光状态）；当0°<θ<90°时，透射光强介于最大和最小之间。

《大学物理》光的偏振现象的研究实验

图2 二向色性起偏《大学物理》光的偏振现象的研究实验姓名学号班级桌号教室实验日期 20 年月日时段指导教师一. 实验目的 1. 观察光的偏振现象，加深对光偏振基本规律的认识； 2. 了解产生和检验偏振光的基本方法； 3. 验证马吕斯定律； 4．1/2波片，1/4波片的研究； 5.利用旋光现象测定蔗糖溶液浓度. 二. 实验仪器导轨和机座, 带布儒斯特窗的氦氖激光器, 激光器架, 偏振片、波片架, 滑动座(4个)，光传感器(光电探头)，光功率测试仪，偏振片（2个），1/2波片（波长632.8nm ），1/4波片（波三. 实验原理 1. 偏振光的基本概念光波是一种电磁波，它的电矢量和磁矢量相互垂直，并垂直于光的传播方向。通常人们用电矢量代表光的振动方向，并将电矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。在传播过程中，电矢量的振动方向始终在某一确定方向的光称为平面偏振光或线偏振光，如图1(a)所示。振动面的取向和光波电矢量的大小随时间作有规律的变化，光波电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆时，称为椭圆偏振光或圆偏振光，评分教师签字图1 平面偏振光、自然光和部分偏振光

图3 双折射起偏原理图人眼逆光来看，若电矢量末端按照顺时针方向旋转，则称为右旋椭圆或右旋圆偏振光，反之为左旋。通常光源发出的光波有与光波传播方向相垂直的一切可能的振动方向，没有一个方向的振动比其它方向更占优势。这种光源发射的光对外不显现偏振的性质，称为自然光，如图1(b)所示；如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定方向上占优势，则此偏振光称为部分偏振光，如图1(c)所示。将自然光变成偏振光的器件称为起偏器，用来检验偏振光的器件称为检偏器。实际上，起偏器和检偏器是互为通用的。下面介绍几种常用的起偏和检偏方法。２. 二向色性起偏、马呂斯定律、双折射起偏二向色性起偏：物质对不同方向的光振动具有选择吸收的性质，称为二向色性。当自然光射到偏振片上时，振动方向与透振方向垂直的光被吸收，振动方向与透振方向平行的光透过偏振片，从而获得偏振光。自然光透过偏振片后，只剩下沿透光方向的光振动，透射光成为平面偏振光（见图2所示）。马呂斯定律：若在偏振片P 1后面再放一偏振片 P 2，P 2就可以用来检验经P 1后的光是否为偏振光，即P 2起了检偏器的作用。当起偏器P 1和检偏器P 2的偏振化方向间有一夹角，则通过检偏器P 2的偏振光强度满足马呂斯定律：（1）当θ= 时，I=I 0，光强最大；当θ= 时， I =0，出现消光现象；当θ为其它值时，透射光强介于0～I 0之间。双折射起偏：某些单轴晶体（如方解石和石英等）具有双折射现象。当一束自然光射到这些晶体上时，在界面射入晶体内部的折射光常为传播方向不同的两束折射光线，这两束折射光是光矢量振动方向不同的线偏振光。其中一束折射光，称为寻常光（或O 光）；另一束折射光，其振动在内，称为非常光（或e 光），如图3所示。研究发现，这类晶体存在这样一个方向，沿该方向传播的光，该方向称为光轴。３. 1/2波片、1/4波片，圆偏振光和椭圆偏振光当平面偏振光垂直入射到厚度为d ，表面平行于自身光轴的单轴晶片时，o 光和e 光沿同一方向前进，但传播速度不同，因而会产生位相差，在方解石（负晶体）中，e 光速度比o 光快，而在石英（正晶体）中，o 光速度比e 光快。因此通过晶片后两束光的光程差和位相差分别为： d n n e o )(-=δ d n n e o )(2-⋅=∆λπ （2）式中，λ为光在真空中的波长，o n 和e n 分别为晶片对o 光和e 光的折射率。

偏振光的研究实验报告

偏振光的研究实验报告篇一：偏振光的观测与研究~~实验报告偏振光的观测与研究光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。【实验目的】 1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。 2．了解偏振光的产生和检验方法。 3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。【实验仪器】光具座、激光器、偏振片、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置图1 实验仪器实物图

【实验原理】 1．偏振光的基本概念按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直。两者均垂直于光的传播方向。从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图2（a）。光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。由于热运动和辐射的随机性，大量原－子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。一般说，在106s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图2（b）所示的所谓自然光。有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图2（c）所示的所谓部分偏振光。还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图2（c）所示。

大学物理实验报告系列之偏振光的分析完整版

大学物理实验报告系列之偏振光的分析 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

【实验名称】偏振光的分析【实验目的】 1．观察光的偏振现象，巩固理论知识，加深对光的偏振现象的认识。 2．学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生和定性检验方法。【实验仪器】 He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、632.8nm的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。【实验原理】 1．光的偏振状态偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。它是横波的重要特性。光在传播过程中，若电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为直线偏振光，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；若光波电矢量的振动随时间作有规律的改变，即电矢量的末端在垂直于光传播方向的平面上的轨迹是圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光和椭圆偏振光；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。 2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。直线偏振光垂直通过波片的偏振状态

3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤

1．测定玻璃对激光波长的折射率 2．产生并检验圆偏振光 3．产生并检验椭圆偏振光【数据表格与数据记录】波长为632.8nm时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。现象：两次最亮，两次消光。结论：圆偏振光如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。现象：两次亮光，两次消光结论：椭圆偏振光

大学物理偏振光实验报告

大学物理偏振光实验报告大学物理偏振光实验报告引言：光是一种电磁波，它在空间中传播时具有振动方向。而偏振光则是指光波中的电场矢量在特定方向上振动的光。物理学家发现，光的偏振性质对于理解光的本质以及应用于各个领域都具有重要意义。本实验旨在通过观察偏振光的特性，深入了解光的偏振现象。实验一：偏振片的特性实验中，我们使用了一块偏振片和一束自然光源。将偏振片放在光路中，我们观察到光线的亮度明显降低，这是因为偏振片只允许某个特定方向的光通过，其他方向的光被吸收或者散射。通过旋转偏振片，我们发现光的亮度随着角度的变化而改变，这表明偏振片只允许特定方向的光通过。实验二：马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述偏振光传播的重要定律。为了验证该定律，我们使用了两块偏振片。将第一块偏振片称为偏振器，将第二块偏振片称为偏振分析器。我们发现，当偏振器和偏振分析器的振动方向相同时，透过偏振分析器的光亮度最大。而当两者的振动方向垂直时，透过偏振分析器的光亮度最小。这验证了马吕斯定律，即光的偏振方向与偏振分析器的振动方向垂直时，光的强度最小。实验三：双折射现象双折射是指某些晶体在光传播过程中会发生折射现象，光线被分为两束，并且沿不同方向传播。为了观察双折射现象，我们使用了一块双折射晶体和一束线偏振光。当线偏振光通过双折射晶体时，我们观察到光线被分为两束，并且沿

不同方向传播，这是由于晶体内部的结构导致光的振动方向发生了变化。通过旋转双折射晶体，我们发现两束光的强度随着角度的变化而改变，这进一步验证了双折射现象的存在。实验四：偏振光的应用偏振光在实际生活中有着广泛的应用。例如，在太阳镜和墨镜中，通过使用偏振片来过滤掉反射光和散射光，减少眩光的影响。此外，偏振光还在光学仪器、显示器和通信技术等领域中有着重要的应用。通过研究偏振光的特性，我们可以更好地理解和应用光学原理。结论：通过本次实验，我们深入了解了偏振光的特性。我们通过观察偏振片的特性、验证马吕斯定律、观察双折射现象以及了解偏振光的应用，加深了对光的偏振性质的理解。偏振光在光学研究和应用中具有重要意义，通过进一步的研究和实验，我们可以更好地利用偏振光的特性，推动光学技术的发展。总结：本次实验通过观察偏振光的特性，验证了马吕斯定律，观察了双折射现象，并了解了偏振光的应用。通过这些实验，我们对光的偏振性质有了更深入的理解，并且认识到偏振光在光学研究和应用中的重要性。通过继续深入研究和实验，我们可以进一步探索光的偏振现象，为光学领域的发展做出更大的贡献。

大学物理实验偏振光实验报告

大学物理实验偏振光实验报告大学物理实验偏振光实验报告引言：偏振光是一种特殊的光，它的电场振动方向只在一个平面上，与普通光的电场振动方向不同。在大学物理实验中，我们进行了偏振光实验，通过观察光的偏振现象，深入了解了光的性质和行为。本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和分析。实验目的： 1.了解光的偏振现象和特性； 2.学习使用偏振片和偏振片组成的光学器件； 3.观察偏振光的现象，验证马吕斯定律。实验原理：偏振光的产生可以通过偏振片实现，偏振片是一种能够选择性地通过特定方向振动的光的光学器件。当普通光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的光能够通过，垂直于振动方向的光则被阻止通过。这样，就可以将普通光转换为偏振光。实验步骤： 1.准备实验所需材料：偏振片、光源、光屏、旋转台等； 2.将光源放置在旋转台上，使其射出的光通过偏振片； 3.调整旋转台，观察光通过偏振片后的变化； 4.在光屏上观察光的强度分布； 5.旋转偏振片，观察光的强度变化。

实验结果：通过实验观察，我们得到了以下结果： 1.当偏振片与光源之间的角度为0°或180°时，光通过偏振片的强度最大； 2.当偏振片与光源之间的角度为90°或270°时，光无法通过偏振片； 3.在其他角度下，光通过偏振片的强度介于最大值和最小值之间； 4.旋转偏振片，光的强度会随之变化。实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论： 1.偏振片具有选择性地通过特定方向振动的能力，只有与振动方向平行的光能够通过； 2.当光通过偏振片时，光的强度会随着偏振片与光源之间的角度变化而变化； 3.马吕斯定律指出，通过两个偏振片的光强度与两个偏振片之间的角度有关，光强度最大时，两个偏振片的角度相同或相差180°，光强度最小时，两个偏振片的角度相差90°或270°。结论：通过本次偏振光实验，我们深入了解了偏振光的性质和行为。实验结果验证了马吕斯定律，并通过观察光的强度分布，直观地展示了偏振光的特点。通过实验，我们不仅掌握了使用偏振片的方法，还加深了对光的偏振现象的理解。总结：物理实验是大学物理学习中不可或缺的一部分，通过实验我们可以直观地观察和验证物理现象和理论。本次偏振光实验通过观察光的偏振现象，深入了解了偏振光的特性和行为。实验结果与理论相符，为我们进一步学习和研究光学提

大学物理——光的偏振

偏振态：光矢量的某一确定的振动状态称为光的一种偏振态光矢量：电磁波中的电场E分量称为光矢量偏振面：光矢量与光传播方向决定的平面，称为光的偏振面本概念，便于后面讲解二、常见偏振态及特征★用插图、动画动态讲解光的几种偏振态教学内容教学设计 (1).线偏振光(平面偏振光) 定义：光矢量在一固定平面内沿一固定方向振动的偏振光特征：偏振面为一固定平面如图19-1所示 (2).自然光★提示：插图、动画为本讲的重要教学手段，使概念形象化，便于学生理解和掌握。 ★主要以教师讲授为主

定义：大量原子随机发射的光波列的集合，每个光波列的频率、相位、振动方向、波列长度均不同，振动方向具有以轴为中心对称、均匀分布且各方向光振动的振幅相等的光线，如图19-2所示特征：振动方向、振幅轴对称且均匀分布各振动方向之间相位没有相互关系如图19-3所示，用两个特殊方向表示自然光，每一方向光矢量的强度为总能量的一半。（3）部分偏振光光矢量的振动方向不具有轴对称分布，而是在某一方向占优势，实际光矢量和图示分别如图19-4和19-5所示。

教学内容教学设计(4).椭圆偏振光定义：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量沿椭圆轨道以确定角速度旋转(左或右旋转)的光线，称椭圆偏振光。图19-6所示特征：光矢量旋转的角速度恒定，且其强度不同，光矢量可以看作为两个互相垂直、同频率、相位差确定的线偏振光的叠加。当时为椭圆偏振光当，且振幅相等时为圆偏振光（5）圆偏振光圆偏振光在旋转过程中强度相同，其它特征与椭圆偏振光相同。 ★椭圆和圆偏振光的理论解析，应提醒学生注意椭圆偏振光和圆偏振光的区别。

大学物理实验--光偏振

实验27 光的偏振一、实验目的 1、观察光的偏振现象，加深对光的偏振的理解。 2、了解偏振光的产生及其检验方法。 3、观测布儒斯特角，测定玻璃折射率。 4、观测椭圆偏振光与圆偏振光。 5、了解1/2波片和1/4波片的用途。二、实验原理 1、光的偏振状态光是电磁波，它是横波。通常用电矢量E表示光波的振动矢量。 (1)自然光其电矢量在垂直于传播方向的平面内任意取向，各个方向的取向概率相等，所以在相当长的时间里（10秒已足够了），各取向上电矢量的时间平均值是相等的，这样的光称为自然光，如图27-l所示。 (2)平面偏振光电矢量只限于某一确定方向的光，因其电矢量和光线构成一个平面而称其为平面偏振光。如果迎着光线看，电矢量末端的轨迹为一直线，所以平面偏振光也称为线偏振光，如图27-2所示。 (3)部分偏振光电矢量在某一确定方向上较强，而在和它正交的方向上较弱，这种光称为部分偏振光，如图27-3所示。部分偏振光可以看成是线偏振光和自然光的混合。 (4)椭圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一椭圆，这样的光称为椭圆偏振光。椭圆偏振光可以由两个电矢量互相垂直的、有恒定相位差的线偏振光合成得到。 (5)圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一个圆，则这样的光称为圆偏振光。圆偏振光可视为长、短轴相等的椭圆偏振光。图27-4 椭圆偏振光

2、布儒斯特定律反射光的偏振与布儒斯特定律如图27-5所示，光在两介质（如空气和玻璃片等）界面上，反射光和折射光（透射光）都是部分偏振光。当反射光线与折射光线的夹角恰为90°时，反射光为线偏振光，其电矢量振动方向垂直于入射光线与界面法线所决定的平面（入射面）。此时的透射光中包含平行于入射面的偏振光的全部以及垂直于入射面的偏振光的其余部分，所以透射光仍为部分偏振光。由折射定律很容易导出此时的入射角 α 满足关系 1 2 tan n n = α (27-1) (27-1)式称为布儒斯特定律，入射角 α 称为布儒斯特角，或称为起偏角。若光从空气入射到玻璃（n 约为1.5），起偏角约56°。 3、偏振片、起偏和检偏、马吕斯定律 (1)由二向色性晶体的选择吸收所产生的偏振自然光偏振光 1I 0 起偏器检偏器自然光 I ' 图a 偏振片起偏图b 起偏和检偏图27-6 偏振片有些晶体（如电气石）、长链分子晶体（如高碘硫酸奎宁），对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，这种选择吸收性称为二向色性。在两平板玻璃间，夹一层二向色性很强的物质就制成了偏振片。自然光通过偏振片时，一个方向的电矢量几乎完全通过（该方向称为偏振片的偏振化方向），而与偏振化方向垂直的电矢量则几乎被完全吸收，因此透射光就成为线偏振光。根据这一特性，偏振片既可用来产生偏振光（起偏），也可用于检验光的偏振状态（检偏）。 (2)马吕斯定律用强度为I 0的线偏振光入射，透过偏振片的光强为I ，则有如下关系 θ 20cos I I = (27-2) (27-2)式称为马吕斯定律。θ 是入射光的E 矢量振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。以入射光线为轴转动偏振片，如果透射光强 I 有变化，且转动到某位置时I ＝0，则表明入射光为线偏振光，此时 θ ＝90°。 4、波片 (1)两个互相垂直的、同频率的简谐振动的合成设有两各互相垂直且同频率的简谐振动，它们的运动方程分别为 )cos() cos(2211ϕωϕω+=+=t A y t A x (27-3) 合运动是这两个分运动之和，消去参数t ，得到合运动矢量末端运动轨迹方程为 )(sin )cos(212212212 2 2212ϕϕϕϕ-=--+A A xy A y A x (27-4) 上式表明，一般情况下，合振动矢量末端运动轨迹是椭圆，该椭圆在2122A A ⨯的矩形范围内。如果(27-3)式表示的是两线偏振光，则叠加后一般成为椭圆偏振光。下面讨论相位差 12ϕϕϕ-=∆为几种特殊值的情况。 ①当πϕk 2=∆（ k =0, ±1, ±2, …）时，(27-4)式变为

大学物理实验偏振光的观测及研究报告

实验3.8偏振光的观测与研究偏振光的理论意义和价值是，证明了光是横波。同时，偏振光在很多技术领域得到了广泛的应用。如偏振现象应用在摄影技术中可大大减小反射光的影响，利用电光效应制作电光开关等。【实验目的】 1．通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。 2．掌握偏振光的产生和检验方法。 3．观察布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4．观测圆偏振光和椭圆偏振光。【实验仪器】光具座、激光器、光点检流计、起偏器、检偏器、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、观测布儒斯特角装置、带小孔光屏、钠光灯。【实验原理】按照光的电磁理论，光波就是电磁波，电磁波是横波，所以光波也是横波。在大多数情况下，电磁辐射同物质相互作用时，起主要作用的是电场，因此常以电矢量作为光波的振动矢量。其振动方向相对于传播方向的一种空间取向称为偏振，光的这种偏振现象是横波的特征。根据偏振的概念，如果电矢量的振动只限于某一确定方向的光，称为平面偏振光，亦称线偏振光；如果电矢量随时间作有规律的变化，其末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆〔或圆〕，这样的光称为椭圆偏振光〔或圆偏振光〕；假设电矢量的取向与大小都随时间作无规那么变化，各方向的取向率一样，称为自然光，如图3-26所示；假设电矢量在某一确定的方向上最强，且各向的电振动无固定相位关系，那么称为偏振光。 1．获得偏振光的方法〔1〕非金属镜面的反射，当自然光从空气照射在折射率为n 的非金属镜面〔如玻璃、水等〕上，反射光与折射光都将成为局部偏振光。当入射角增大到某一特定值φ0时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于射面，这时入射角φ称为布儒斯特角，也称起偏振角，由布儒斯特定律得： 0tan n φ= 〔3-51〕其中，n 为折射率。〔2〕多层玻璃片的折射，当自然光以布儒斯特角入射到叠在一起的多层平行玻璃片上时，经过屡次反射后透过的光就近似于线偏振光，其振动在入射面。图3-26 自然光

大物二NO.4答案

《大学物理AII 》作业 No.4 光的偏振班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题：（用“T ”和“F ”表示） [ F ] 1．横波具有偏振性，纵波不具有偏振性。解：由横波、纵波、偏振定义P91可得。 [ T ] 2．偏振片让平行于偏振化方向的电场分量通过，吸收垂直于这个方向的电场分量。解：由偏振片性质P94知。 [ F ] 3．自然光入射到介质分界面时，如果入射角大于它的布儒斯特角，则反射光为线偏振光。解：由光入射到介质分界面时形成反射、折射的起偏规律P95知。 [ T ] 4．双折射晶体中，光沿光轴方向传播，不发生双折射现象。解：由双折射晶体中光轴定义P96知。 [ T ] 5．光是一种电磁波，我们把电场强度矢量称为光矢量。解：由P90只有电场强度矢量引起视觉和感光作用知。二、选择题： 1．如图所示的偏振片可以得到偏振化方向平行于y 轴的偏振光。当自然光入射时，将偏振片绕如图所示的光传播的方向顺时针转动︒40，通过偏振片的光强是： [ ] (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定解：因自然光是非偏振光，故将偏振片绕如图所示的光传播的方向顺时针转动︒40，并没改变自然光振动方向与偏振片偏振化方向关系，故光强不变。故选C 2．当第三块偏振片以45º插入两块偏振方向正交的偏振片时，会有部分的光出射。如果不是用单一的一块45º偏振片插入，而是中间插入N 块偏振片组，每片的偏振化方向平均转过90º/（N+1）。 [ ] (A) 没有光出射 (B) 出射的光更少 (C) 出射的光一样多 (D) 出射的光更多解：设两块偏振方向正交的偏振片放置在 x 方向y ，自然光入射，则当第三块偏振片以45º插入时由偏振片起偏规律和右偏振化方向关系有自然光通过偏振片1后光强为： 2 1I I = 强度为1I 线偏振光通过偏振片2后光强为：（马吕期定律） )45(cos 2 )45(cos 20 212︒= ︒=I I I 强度为2I 线偏振光通过偏振片3后光强为： )45(cos )45(cos 2 )45(cos 220223︒︒= ︒=I I I 80I = 若中间插入N 块偏振片组，每片的偏振化方向平均转过90º/（N+1），由偏振片起偏规律和 y x ︒45