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样本
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．经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, 因此光波也是横波。
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) ; 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。
偏振光的观测与研究
偏振光的观测与研究偏振光是指在光传播过程中，光的电矢量沿着一定方向振动的现象。
由于光的电矢量方向的不同，会引起光的各种光学性质的改变，从而对于许多实际应用具有重要的意义。
在科学研究中，偏振光的观测与研究也成为了一个重要的课题。
偏振光的观测方法主要包括偏振镜和偏振片。
偏振镜是一种可吸收特定振动方向的偏振光的光学器件，常用于消除反光、减轻眩光和提高透射率等方面。
由于偏振镜的性质，它可分为线偏振镜、圆偏振镜和半波片等。
偏振片则是一种通过选择折射率不同的晶体制备而成，具有吸收电场中某一方向振动的光线的效果。
偏振片的种类较多，其中以偏振滤光片、偏振镜片、偏振石英片等为比较常见的类型。
在实际的观测过程中，偏振光的应用涉及到了许多领域。
在生物医学中，偏振显微镜已被广泛应用于细胞或组织结构的成像和检测工作中。
由于常规荧光显微镜只能提供横截面图像，而偏振显微镜则可以获得更全面的信息，如细胞内各种有机分子的定量测量、肿瘤细胞的识别和研究等。
此外，在物质科学领域，偏振光的观测也得到了广泛的应用。
例如，我们可以通过测量物质对线偏振光的旋光度对材料的构型、分子的寿命、反应机理等进行研究，同时也可以通过测量偏振光在材料中的传播方向来得到材料中晶格等实际结构性质的信息。
然而，偏振光观测中也需要注意一些限制和局限性。
首先，由于强度比常规光线低得多，因此需要使用相应的观测设备，如高功率光源、高灵敏度探测器等。
其次，由于偏振光传播的方向与光波的传播方向不一致，因此在偏振显微镜的应用中会存在某些角度上不同的视场亮度不一致的问题。
此外，在某些特殊的材料中，如非对称性分子或颗粒，由于其对偏振光的吸收率不同，也会出现深色条纹现象，这种现象在偏振显微镜中被称为偏振棱镜效应。
总的来说，偏振光的观测与研究在不同领域中都有着非常广泛的应用。
随着技术的不断发展和提高，偏振光技术的研究也在不断地完善和深化，相信在不久的将来，它将为更多领域的科学研究和应用提供更为强有力的支持。
偏振光的观测与研究~~实验报告
偏振光得观测与研究光得干涉与衍射实验证明了光得波动性质。
本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H得振动方向就是垂直于光得传播方向得。
光得偏振性证明了光就是横波,人们通过对光得偏振性质得研究,更深刻地认识了光得传播规律与光与物质得相互作用规律。
目前偏振光得应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。
利用偏振光装置得各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术得检验等,提供了极有价值得方法。
【实验目得】1.观察光得偏振现象,加深偏振得基本概念。
2．了解偏振光得产生与检验方法。
3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。
【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.偏振光得基本概念按照光得电磁理论,光波就就是电磁波，它得电矢量Ｅ与磁矢量H相互垂直。
两者均垂直于光得传播方向。
从视觉与感光材料得特性上瞧,引起视觉与化学反应得就是光得电矢量,通常用电矢量E代表光得振动方向,并将电矢量E与光得传播方向所构成得平面称为光振动面。
在传播过程中,光得振动方向始终在某一确定方位得光称为平面偏振光或线偏振光,如图２（a)。
光源发射得光就是由大量原子或分子辐射构成得。
由于热运动与辐射得随机性,大量原子或分子发射得光得振动面出现在各个方向得几率就是相同得。
一般说，在１0-6ｓ内各个方向电矢量得时间平均值相等,故出现如图2(b)所示得所谓自然光。
有些光得振动面在某个特定方向出现得几率大于其她方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2（c)所示得所谓部分偏振光。
还有一些光,其振动面得取向与电矢量得大小随时间作有规则得变化,其电矢量末端在垂直于传播方向得平面上得移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样得光称为椭圆偏振光（或圆偏振光),如图2(ｃ)所示。
图2 光波按偏振得分类2.获得偏振光得常用方法(1)非金属镜面得反射。
实验六偏振光的观测与分析
实验六偏振光的观测与分析引言：偏振光是一种特殊的光，它的电场在振动方向上只有一个方向。
偏振光的观测与分析在光学实验中十分重要，可以用来研究光的传播和相互作用。
本实验旨在通过观察和分析偏振光的特性，探究光的偏振现象及其在光学中的应用。
实验过程：1. 准备工作：将实验所需仪器和材料准备齐全，包括偏振光源、偏振片、定标尺、平面镜、倾斜角度调节装置等。
2. 实验装置搭建：将偏振光源放置在实验台上，与一组偏振片相连，并通过倾斜角度调节装置将光线投射到平面镜上，再经过第二组偏振片最后观察。
3. 观察光强的变化：在第二组偏振片上，逐渐改变两组偏振片之间的角度差，仔细观察光线通过第二组偏振片后的光强变化情况。
4. 记录实验数据：将观察到的光强变化情况以及角度差记录下来，方便后续的数据分析。
5. 分析光的偏振状态：根据实验数据分析得到的光强变化规律，判断光的偏振状态。
比如，当两组偏振片之间的角度差为90°时，通过观察到的最大的光强变化可以判断光的振动方向。
6. 数据处理：将实验数据进行处理，并绘制出相应的图表，以更直观地表示光的偏振状态和规律。
7. 拓展实验：可以进一步观察不同类型的偏振片对光的偏振状态的影响，以及探究光的偏振与介质的相关性等。
实验原理：1. 光的电场矢量：光的电场在空间中的分布状态可以用电场矢量表示。
如果电场矢量在振动方向上只有一个方向，那么光就是偏振光。
2. 偏振片：偏振片是用来筛选偏振光的光学元件，它具有特殊的结构和材料，可以选择性地传递或者吸收特定方向的偏振光，将其他方向的光过滤掉。
3. 马吕斯定律：马吕斯定律描述了光通过两组偏振片的情况。
根据马吕斯定律，当两组偏振片的振动方向垂直时，透射光最弱；当两组偏振片的振动方向平行时，透射光最强。
4. 相位差和光强的关系：对于偏振光，相位差的变化会直接影响透射光的光强。
当两组偏振片的振动方向相差90°时，透射光的光强变化最为显著。
偏振光的观察与研究实验报告
偏振光的观察与研究实验报告一、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. 观测椭圆偏振光和圆偏振光。
二、实验仪器偏振光观察与研究的实验装置包括一下几个部分：光源(可发出多种类型激光)，偏振片，波晶片(λ/２和λ /４波长) ，光屏。
1.光源：双击实验桌上光源小图标弹出光源的调节窗体。
单击调节窗体的光源开关可以切换光源开关状态;可以选择光源发出光的类型,包括自然光、椭圆偏振光、圆偏振光、线偏振光、部分偏振光。
光源默认发出是自然光。
2.偏振片：双击桌面上偏振片小图标,弹出偏振片的调节窗体。
初始化时偏振片的旋转角度是随机的,用户使用时需要手动去校准。
最大旋转范围为 360°，最小刻度为１°。
可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转偏振片。
3.波晶片：分为λ /2 和λ /4 波长波片，双击桌面上波晶片小图标,弹出波晶片的调节窗体。
初始化时波晶片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。
最大旋转范围为360°,最小刻度为 1°。
三、实验原理1. 偏振光的概念和产生:光的偏振是指光的振动方向不变,或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。
光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光。
反射光中的垂直于入射面的光振动(称s分量）多于平行于入射面的光振动(称ｐ分量）;而透射光则正好相反。
在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象,即入射角为一特定值时，反射光成为完全线偏振光(s分量）。
折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直。
2．改变偏振态的方法和器件：①光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，利用光学双折射的原理制成的;②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.马吕斯定律：马吕斯在 1809 年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为，其中的α是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角。
偏振光的观察与研究实验报告
偏振光的观察与研究研究λ/4波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/4波片对偏振光的影响：1、按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。
然后插入一片λ/4波片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。
2、以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360°观察现象。
3、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象，将上面几次的实验结果记录在表中。
一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、圆偏光和椭圆偏振光的产生1、将C从消光位置转过15°、30°、45°、60°、75°、90°，每次都将B转过360°，观察实验现象,将上面几次转动的实验结果记录在表中(请选择相应的答案,偏振片A的透振方向为0°)2、答案选项： A:光强发生变化,但不消光 B:光强发生变化,且消光 C:光强没有发生变化 D:某位置有光,其他位置消光 E:椭圆偏振光 F:圆偏振光 G:线偏振光 H:部分偏振光研究λ/2波片对偏振光的影响总分： 50本题得分：50考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。
2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。
改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：一、仪器使用顺序正常及仪器使用正确1、仪器使用顺序正常及仪器使用正确学生答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确二、改变λ/2波片的慢（或快）轴与偏振片A的方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°、120°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并记录数据。
偏振光的观察与研究
实验报告PB09214023葛志浩 PB09214047 卢焘 2011-11-22实验题目： 偏振光的观察与研究实验目的 : 1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。
2．了解偏振光的分类以及产生和检验方法，掌握马吕斯定律。
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： 激光器，起偏器，检偏器，硅光电池， 1/4 波片，光电流放大器，分束板。
实验原理： 一，偏振光的基本概念和分类光的偏振是指光的振动方向不变， 或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭 圆或圆的现象。
光有五种偏振态：自然光（非偏振光） ，线偏振光，部分偏振光，圆偏振光， 椭圆偏振光 二，产生偏振光的方法：1 ，利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
反射光中的垂直于入射面的光振动 （称 s 分量）多于平行于入射面的光振动 （称 p 分量）； 而透射光则正好相反。
在改变入射角的时候， 出现了一个特殊的现象， 即入射角为一特定值 （称为布雷斯特角） 时，反射光成为完全线偏振光 （s 分量） 。
折射光为部分偏振光， 而且此 时的反射光线和折射光线垂直， 这种现象称之为布儒斯特定律。
该方法是可以获得线偏振光 的方法之一。
通过测量介质的布雷斯特角可以得到介质的折射率。
2 ，利用光学棱镜，如尼科尔棱镜，格兰棱镜等。
3 ，利用偏振片。
三，改变光的偏振态的元件——波晶片。
平面偏振光垂直入射晶片，如果光轴平行于晶片表面，会产生比较特殊的双折射现象， 这时非常光 e 和寻常光 o 的传播方向是一致的， 但速度不同， 因而从晶片出射时会产生相位 差。
线偏振光垂直入射 1/4 波片，其振动方向与波片光轴成角 ，则出射光的偏振态与 的 关系如下：1， 0或 时，出射光为线偏振光；22，时，出射光为圆偏振光；43， 为其它值时，出射光为椭圆偏振光。
利用偏振片可以由自然光得到线偏振光，利用 1/4 波片可以由线偏振光得到圆偏振光和椭圆偏振光。
偏振光的观察与研究报告
实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：偏振光的观察与研究振现象在生活和生产中有广泛应用，比如利用偏振眼镜可以观看立体电影，用偏振片可以突出蓝天中的白云，在液晶显示器中可以控制字符显示，在显微镜中可用来检测样品的各向异性和双折射性，检测材料的结构、厚度、折射率和应力分布等。
光的偏振在建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。
起偏器和检偏器根据光学元件在实验中的作用，分为起偏器和检偏器。
起偏器是将自然光变成线偏振光的元件，检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。
产生偏振光的方式：1.光在界面的反射和透射：根据布儒斯特定律，入射角为一特定值时，反射光为完全线偏振光，折射光为部分偏振光。
2.光学棱镜：利于晶体的双折射原理得到的o光和e光是完全偏振光。
3.偏振片：利于有机分子（如聚乙烯醇）的平行排列，只允许垂直于排列方向的光振动通过，可以产生线偏振光。
该方法因工艺简单且价格便宜得到广泛应用，本实验中采用偏振片作为起偏器和检偏器。
马吕斯定律偏振光的研究从马吕斯定律开始，马吕斯定律也是最基本和最重要的偏振定律。
马吕斯于1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为：其中是检偏器的偏振方向和起偏器偏振方向的夹角。
波晶片波晶片又称位相延迟片，是改变光的偏振态的元件。
它是利用不同偏振方向的光在晶体中的传播速度不同来产生相位延迟的，传播速度较大()的振动方向成为快轴，传播速度较小()的振动方向称为慢轴。
设快轴和慢轴对应的折射率分别为，波片的厚度为，则光束通过波片后的光程差为：对应的相位差为•若光程差满足即相位差，我们称之波片。
•若光程差满足即相位差，我们称之2波片。
图5，波片的o轴与偏振方向平行图6，波片旋转图7，波片旋转上图坐标轴表示波晶片，o轴和e轴表示波片的快轴和慢轴方向，o和e轴相互垂直。
红色箭头表示自然光经过检偏器后的电矢量方向，实验中起偏器的设置始终不变。
绿色箭头表示偏振光经过波片后的偏振状态。
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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，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。
图3-26 自然光（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。
自然光通过起偏器后可变为线偏振光，线偏振光振动方向与起偏器的透光轴方向一致。
因此，如果检偏器的透光轴与起偏器的透光轴平行，则在检偏器后面可看到一定光强，如果二者垂直时，则无光透过，如图3-27所示。
其中（a ）图为起偏器透光轴P 1与检偏器透光轴P 2平行的情况；（b ）图为起偏器透光轴P 1与检偏器透光轴P 2垂直的情况。
此时透射光强为零，此种现象称为消光。
在实验中要经常利用“消光”现象来判断光的偏振状态。
图3-27 偏振光（2）波片波片也称相位延迟片，是由晶体制成的厚度均匀的薄片，其光轴与薄片表面平行，它能使晶片内的o 光和e 光通过晶片后产生附加相位差。
根据薄片的厚度不同，可以分为1/2波长片，1/4波长片等，所用的1/2、1/4波长片皆是对钠光而言的。
当线偏振光垂直射到厚度为L ，表面平行于自身光轴的单轴晶片时，则寻常光（o 光）和非常光（e 光）沿同一方面前进，但传播的速度不同。
这两种偏振光通过晶片后，它们的相位差φ为： ()o e 2πn n L ϕλ=- （3-53）其中，λ为入射偏振光在真空中的波长，n o 和n e 分别为晶片对o 光e 光的折射率，L 为晶片的厚度。
我们知道，两个互相垂直的，同频率且有固定相位差的简谐振动，可用下列方程表示（通过晶片后o 光和e 光的振动）：()e o sin sin X A t Y A t ωωϕ=⎧⎪⎨=+⎪⎩从两式中消去t ，经三角运算后得到全振动的方程式为：222222cos sin e o e o X Y XY A A A A ϕϕ++= （3-54）由此式可知；①当ϕ=K π（K = 0，.……）时，为线偏振光。
②当()π212K ϕ=+（K = 0，.……）时，为正椭圆偏振光。
在A o = A e 时，为圆偏振光。
③当ϕ为其他值时，为椭圆偏振光。
在某一波长的线偏振光垂直入射于晶片的情况下，能使o 光和e 光产生相位差ϕ= (2K + 1)π（相当于光程差为λ/2的奇数倍）的晶片，称为对应于该单色光的二分之一波片（λ/2波片），与此相似，能使o 光和e 光产生相位()π212K ϕ=+（相当于光程差为λ/4的奇数倍）的晶片，称为四分之一波片（λ/4波片）。
本实验中所用波片（λ/4）是对6328A （H e -N e 激光）而言的。
如图3-28所示，当振幅为A 的线偏振光垂直入射到λ/4波片上，振动方向与波片光轴成θ角时，由于o 光和e 光的振幅分别为A sin θ和A cos θ，所以通过λ/4波片后合成的偏振状态也随角度θ的变化而不同。
① 当θ=0°时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光。
② 当θ=λ/2时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光。
③ 当θ=λ/4时，A e = A o 获得圆偏振光。
④ 当θ为其他值时，经过λ/4波片后为椭圆偏振光。
3．椭圆偏振光的测量椭圆偏振光的测量包括长、短轴之比及长、短轴方位的测定。
如图3-29所示，当检偏器方位与椭圆长轴的夹角为ϕ时，则透射光强为：222212cos sin I A A ϕϕ=+图3-28 图3-29当ϕ=πK 时21max A I I ==当()π212K ϕ=+时 22min A I I ==则椭圆长短轴之比为 min max 21I I A A = （3-55）椭圆长轴的方位即为max I 的方位。
【实验内容与步骤】1．起偏与检偏鉴别自然光与偏振光（1）在光源至光屏的光路上插入起偏器P 1，旋转P 1，观察光屏上光斑强度的变化情况。
（2）在起偏器P 1后面再插入检偏器P 2，固定P 1方位，旋转P 2，旋转360°，观察光屏上光斑强度的变化情况。
有几个消光方位？（3）以硅光电池代替光屏接收P 2出射的光束，旋转P 2，每转过10°记录一次相应的光电流值，共转180°，在坐标纸上作出I 0～cos 2θ关系曲线。
2．观察布儒斯特角及测定玻璃折射率（1）在起偏器P 1后插入测布儒斯特角装置，再在P 1和装置之间插入一个带小孔的光屏。
调节玻璃平板，使反射光束与入射光束重合，记下初始角1ϕ。
（2）一面转动玻璃平板，一面同时转动起偏器P 1，使其透过方向在入射面内。
反复调节直到反射光消失为止，此时记下玻璃平板的角度2ϕ，重复测量三次，求平均值，算出布儒斯特角021ϕϕϕ=-。
（3）把玻璃平板固定在布儒斯特角的位置上，去掉起偏器P 1，在反射光束中插入检偏器P 2，旋转P 2，观察反射光的偏振状态。
3．观测椭圆偏振光和圆偏振光（1）如图3-30所示，先使起偏器P 1和检偏器P 2偏振轴垂直（即检偏器P 2后的光屏上处于消光状态），在起偏器P 1和检偏器P 2之间插入λ/4波片，转动波片使P 2后的光屏上仍处于消光状态。
用硅光电池（及光点检流计组成的光电转换器）取代光屏。
图3-30（2）将起偏器P 1转过20°，调节硅光电池使透过P 2的光全部进入硅光电池的接收孔内。
转动检偏器P 2找出最大电流的位置，并记下光电流的数值。
重复测量3次，求平均值。
（3）转动P1，使P1的光轴与 /4波片的光轴的夹角依次为30°、45°、60°、75°、90°值，在取上述每一个角度时，都将检偏器P2转动一周，观察从P2透出光的强度变化。
4．观察线偏振光通过1/2波片时的现象（在前面实验的基础上进行）（1）固定起偏器，转动检偏器至消光位置并固定不动。
（2）在起偏器与检偏器之间插入1/2波长片。
（3）转动1/2波长片一周，能看到几次消光？（4）转1/2波长片，并在“出光”一侧观察直至出现消光现象。
记下此时1/2波长片与检偏器的角度值。
（5）转动1/2波长片，其角度α=15°，此时，消光被破坏，在转动检偏器至消光位置，再记下此时1/2波长片与检偏器的角度值。
（6）继续进行类似的调节，使得1/2波长片转过的角度依次为30°，45°，60°，75°和90°，相应的调节检偏器至消光位置，记下此时的角度值。
将以上所记角度值填入表3-10中。
表3-10线偏振光通过1/2波片的数据记录从上面实验结果可以得出什么规律？怎样解释这一规律。
【数据处理】（1）数据表格自拟。
（2）在坐标纸上描绘出I p ～cos 2θ关系曲线。
（3）求出布儒斯特角021ϕϕϕ=-，并由公式（3-51）求出平板玻璃的相对折射率。
（4）由公式（3-55）求出20°时椭圆偏振光的长、短轴之比，并以理论值为准求出相对误差。
【思考题】1．如何应用光的偏振现象说明光的横波特性？怎样区别自然光和偏振光？2．玻璃平板在布儒斯特角的位置上时，反射光束是什么偏振光？它的振动是在平行于入射面内还是在垂直于入射面内？3．/4波片与P1的夹角为何值时产生圆偏振光？为什么？4．两片偏振片用支架安置于光具座上，正交后消光，一片不动，另一片的2个表面旋转180°，会有什么现象？如有出射光，是什么原因？5．2片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解释？6．波片的厚度与光源的波长什么关系？附：光学实验中常用光源能够发光的物体统称为光源。
实验室中常用的是将电能转换为光能的光源—电光源。
常见的有热辐射光源和气体放电光源及激光光源3类。
1．热辐射光源常用的热辐射光源是白炽灯。
普通灯泡就是白炽灯，可作白色光源，应按仪器要求和灯泡上指定的电压使用，如光具座、分光计、读数显微镜等。
2．气体放电光源实验室常用的钠灯和汞灯（又称水银灯）可作为单色光源，它们的工作原理都是以金属Na或Hg蒸汽在强电场中发生的游离放电现象为基础的弧光放电灯。
在220V额定电压下，低压钠灯发出波长为和的两种单色黄光最强，可达85%，而其他几种波长为和等的光仅有15%。