偏振光的观测与研究教案与讲稿
大学物理之光的偏振教案设计
一、教案设计概述1.1 教学目标（1）让学生理解光的偏振现象及其物理意义；（2）掌握偏振光的产生、传播和检测的基本原理；（3）了解偏振光在日常生活和科学技术中的应用。
1.2 教学内容（1）光的偏振现象；（2）偏振光的产生与传播；（3）偏振光的检测与分析；（4）偏振光的应用。
1.3 教学方法采用讲授法、实验法、讨论法相结合，以学生为主体，教师为引导，注重培养学生的动手能力和创新意识。
二、教学过程2.1 光的偏振现象（1）介绍偏振光的概念，引导学生理解偏振的物理意义；（2）通过动画或实验演示，让学生观察并分析偏振现象；（3）讲解偏振光的产生原因，如自然光与偏振光的关系。
2.2 偏振光的产生与传播（1）介绍偏振片的制作原理及作用；（2）讲解偏振光在介质中的传播规律，如马吕斯定律；（3）探讨偏振光在光纤通信中的应用。
2.3 偏振光的检测与分析（1）介绍偏振光检测的基本方法，如起偏器、检偏器；（2）演示实验，让学生学会使用偏振光检测仪器；（3）分析偏振光强度变化的原因，如光的相干性。
2.4 偏振光的应用（1）探讨偏振光在液晶显示、防眩目眼镜等领域的应用；（2）介绍偏振光在生物学、医学等领域的应用前景；（3）引导学生思考偏振光在其他领域的潜在应用。
三、教学评估3.1 课堂问答通过提问，了解学生对光的偏振现象、偏振光的产生与传播、偏振光的检测与分析等知识点的掌握情况。
3.2 实验报告评估学生在实验过程中的动手能力、观察能力以及分析问题的能力。
3.3 课后作业布置相关习题，巩固学生对偏振光知识的理解和应用。
四、教学资源4.1 教材：《大学物理》相关章节；4.2 实验设备：偏振光实验仪、偏振片、起偏器、检偏器等；4.3 辅助材料：动画、图片、论文、案例等。
五、教学进度安排5.1 课时：共计4课时；5.2 教学安排：第一课时讲解光的偏振现象及偏振光的产生与传播，第二课时讲解偏振光的检测与分析，第三课时讲解偏振光的应用，第四课时进行课堂总结和实验演示。
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⼤学物理实验偏振光的观测与研究Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】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。
4.4 光的偏振教案
4.4 光的偏振教案一、教学目标知识目标：1、了解横波的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。
2、知道光波是横波。
掌握自然光、偏振光（全偏振光、部分偏振光）等概念。
3、知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。
4、了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用。
技能目标：1、掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中相似现象的科学研究方法。
2、通过光的偏振现象的研究，培养学生善于动手动脑、敢于猜想、喜欢探究的学习习惯和科学的思维方法。
情感、价值观目标：1、通过“光的偏振现象”的实验探究，懂得科学研究需要实事求是的科学态度和严谨的思维方式。
2、通过了解光的偏振现象的应用，深切体会科学知识的实用价值和掌握科学知识的人生价值，激发学生热爱科学的情怀和刻苦学习的热情。
教学重点1、横波与纵波的区别（研究光波的基础）；横波的偏振现象。
2、光的偏振现象的实验探究。
3、自然光、偏振光、部分偏振光等概念。
教学难点1、光的偏振现象的实验探究。
2、运用光的偏振现象分析解决问题。
教学器材轻绳、纸箱、轻弹簧、纸片、激光发生器、偏振片（起偏器、检偏器）、光屏、半圆形玻璃、平面镜、铁架台。
教学过程(引子:世界是美好的。
由于有了光，自然界才变得五彩缤纷、多姿多彩。
但是，可以说我们现在对这个带给我们光明和灿烂的东西知之甚少……)(一)、提出问题光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，即光是一种波，但光是横波还是纵波呢？学生根据已有的知识或经验先说一说他们的看法，或者提出验证的设想。
(二)一、横波与纵波的区别（学生先说一说两者已知的一些区别。
）1、偏振现象演示：横波的偏振现象软绳穿过一个有狭缝的纸箱：a.狭缝与振动方向平行；b.狭缝与振动方向垂直。
分别在绳上形成一列横波，观察发生的现象。
（两学生配合做）c.把轻绳换成轻弹簧改用纵波做实验，观察发生的现象。
(1)在垂直于波传播方向的平面上，只有沿着平行于狭缝方向的振动才可通过狭缝，这种现象叫偏振。
(2)只有横波才有偏振现象。
6偏振光的观测与研究
δ′= ±π 2
δ + δ ′ = 0或π ，此式代表线偏振光。
（3）入射光为椭圆偏振光
Ee = Ae cos ωt
Eo = Ao cos(ωt + δ ) ,
δ 在 −π 到 π 之间，除去 δ = 0或π或 ± π 的任意值，则 2
出射光为
Ee = Ae cos ωt
Eo = Ao cos(ωt + δ + δ ′) ,
实验要求：自行设计方案，自行考虑实验变量，至少用实验证明两个影响光振动 旋转的角度的因素。
五、思考题
5.1、能否设计一个试验方案，把圆偏振光、自然光、圆偏振光与自然光的混合光检验 出来？
几种情形：
1、自然光通过波晶片：仍为自然光。因为自然光的两个正交分量之间的位相差是无规
则的，通过波晶片，引入一恒定的位相差σ ，其结果还是无规的，偏振态不变。
2、若入射光为线偏振光，且偏振方向平行 e 轴（或 o 轴）入射：任何波片对它都不起
作用，出射光仍为原来的线偏振光。因为这时只有一个分量，谈不上振动的合成与偏振态的
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图 8-2 自然光、线偏振光、部分偏振光的表示
偏振度的定义： P = Imax − Imin ，线偏振光 P = 1 ,自然光 P = 0 ，部分偏振光 0 < P < 1 。
+ Imax Imin
2.2、起偏和检偏
2.2.1、获得偏振光的常用方法 （1）反射起偏器（或透射起偏器）
Ey
=
±
Ay Ax
Ex
这是个直线方程，合成的偏振态仍然是线偏振光。
（2） δ
=
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10 6s 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。
图 2 光波按偏振的分类2．获得偏振光的常用方法（1）非金属镜面的反射。
光的偏振 说课稿 讲义
光的偏振教学目标（1）知道振动中的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象，知道光是横波；（2）知道偏振光和自然光的区别，初步了解光的偏振现象在生活、生产、技术中的应用。
教学重难点1、重点：通过偏振现象说明光是横波2、难点：偏振现象，探究光的偏振设计思想本节课充分利用实验探究、小组交流合作等方法开展课堂教学。
以立体电影引入课堂吸引学生的注意力，并且提出问题，让学生带着疑问投入学习，并在之后解决这个问题。
让学生体会到理论应用于实际的快乐，并且进一步培养学生透过现象挖掘理论本质、善于思考的习惯。
高二学生已经具有一定的抽象思维能力，但光的偏振现象对他们来说是完全陌生而又抽象的，而机械波的偏振现象相对形象些。
故要本着由浅入深，新旧联系的原则去讲课，先做好机械波模拟实验，使学生认识机械波的偏振，进而认识偏振是横波特有的现象作为知识铺垫后然后再做光的偏振实验，有助于帮助学生理解偏振的概念，有效突破难点。
在分析光的偏振实验时，要引导学生理解实验的设计思路且与机械波实验相类比。
由于光的偏振现象的抽象性及学生的抽象思维能力有限，所以在教学中主要采用教师设疑，学生探讨的教学模式，让学生观察、思考、讨论，充分发表意见，这样既有利于突出重点，化解难点，又充分发挥了学生的主体性。
在光偏振应用中，利用学生熟悉的器材、环境制作微视频，引起学生关注、激发学生的兴趣。
并通过偏光镜和立体电影的介绍使学生了解光偏振的广泛应用。
在课堂最后通过课堂延伸，将汽车远光灯的眩光消除、液晶屏原理设计为研究性课题，将课堂知识延伸到课外，使学生走出教室，可以继续进行自主性研究学习。
教学方法情景设置、实验探究法、任务驱动法教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图课前登陆优教平台，发送预习任务。
查看优教平台上学生反馈的预习情况。
及时完成预习任务发现薄弱点，针对性教学引入展示图片：问题1：你见过这个场景吗？在哪里？他们在做什么？问题2：大家有没有试过看3d电影时把眼镜摘下来直接观看？你看到什么景象？这时我们看到的影响是重叠模糊的。
偏振光的观察与研究教案
偏振光的观察与研究一、实验简介光的偏振是指光的振动方向不变，或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的现象。
光的偏振最早是牛顿在1704～1706年间引入光学的；光的偏振这一术语是马吕斯在1809年首先提出的，并在实验室发现了光的偏振现象;麦克斯韦在1865~1873年间建立了光的电磁理论,从本质上说明了光的偏振现象。
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.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.线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个固定方向振动。
部分偏振光可以看作自然光和线偏振光混合而成，即它有某个方向的振幅占优势。
圆偏振光和椭圆偏振光是光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈圆或椭圆。
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。
利用光的偏振现象在物理学方面可测量材料的厚度和折射率，可以了解材料的微观结构。
利用偏振光的干涉现象在力学上检测材料压力分布，应用于建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。
二、实验原理1．偏振光的概念和产生：2．改变偏振态的方法和器件：常见的起偏或检偏的元件构成有两种：1.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；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I1 = I0 cos2α，其中的 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：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v o ,v e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(n e-n o)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(n e-n o)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(n e-n o)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。
5.3《光的偏振》教案(鲁科版选修3-4)
5． 3《光的偏振》学案【学习目标】1．通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。
2．了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
3．了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。
【学习重点】光的偏振实验的观察和分析。
【知识要点】1．偏振现象我们这里用的太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。
通过起偏器后，这种光就只能沿着一个特定方向振动，这种光叫做偏振光。
横波只沿着某一个特定方向振动，称为波的偏振。
只有横波才有偏振现象。
h3Rx6SXKPE2．偏振片3．偏振现象的应用<1）偏振滤光片<2）车灯玻璃和挡风玻璃<3）偏光眼镜<观看立体电影）<4）拍摄水面景物<5）液晶显示【典型例题】例题1．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。
如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象h3Rx6SXKPEA．透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B．透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解读：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；二者的偏振方向平行时，光强度达到最大.当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，又减小到零.h3Rx6SXKPE答案：A例题2．夜间行车时，对面来车的车灯的强光刺眼会使司机看不清路况，因此两车交会前要交替灭灯，同时减速，这样很不方便。
科学家设想，把每辆车前大灯罩玻璃换成偏振片，把车前挡风玻璃也设计一块偏振片，偏振片的透振方向一致，且都与水平面成45°角，如图所示，当夜晚行车时，就能避免对方灯光刺眼，且司机对自己车灯发出的光感觉和不加偏振片相同。
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大学物理实验课程教案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工农业、医学、国防等部门．利用偏振光的各种精密仪器，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1（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．一般来说，在10－6s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图1（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1（c）所示的部分偏振光．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1（d）所示．图1 光波按偏振的分类2．获得偏振光的常用方法(1)非金属镜面的反射通常自然光在两种媒质的界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光．但当入射角增大到某一特定值0ϕ时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，如图16-4-2所示，这时入射角0ϕ称为布儒斯特角，也称为起偏角．图中“∙”、“－”均表示电矢量，反射光是振动面与入射面垂直的完全偏振光，折射光是部分偏振光．由布儒斯特定律得：10tan n n=ϕ 其中n 、1n 分别为两种介质的折射率．如果自然光从空气入射到玻璃表面而反射时，对于各种不同材料的玻璃，已知其折射率n 的变化范围在1.50到1.77之间，则可得布儒斯特角0ϕ约在560—600之间．此方法可用来测定物质的折射率．(2)多层玻璃片的折射当自然光以布儒斯特角0ϕ入射到由多层平行玻璃片重叠在一起构成的玻璃片堆上时，由于在各个界面上的反射光都是振动面垂直入射面的线偏振光，故经过多次反射后，透出来的透射光也就接近于振动方向平行于入射面的线偏振光．(3)利用偏振片的二向色性起偏将非偏振光变成偏振光的过程称为起偏．某些有机化合物晶体（如硫酸碘奎宁或硫酸奎宁碱）具有二向色性，它往往吸收某一振动方向的入射光，而与此方向垂直振动的光则能透过，从而可获得线偏振光．利用这类材料制成的偏振片可获得较大截面积的偏振光束，但由于吸收不完全，所得的偏振光只能达到一定的偏振度．(4)利用晶体的双折射起偏自然光通过各向异性的晶体时将发生双折射现象，双折射产生的寻常光（o 光）和非寻常光（e 光）均为线偏振光．o 光光矢量的振动方向垂直于自己的主截面；e 光光矢量的振动方向在自己的主截面内．方解石是典型的天然双折射晶体，常用它制成特殊的棱镜以产生线偏振光．利用方解石制成的沃拉斯顿棱镜能产生振动面互相垂直的两束线偏振光；用方解石胶合成的尼科耳棱镜能给出一个有固定振动面的线偏振光．3．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，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：图2 布儒斯特定律示意图I = I 0 cos 2θ式中θ为入射偏振光的偏振方向与检偏器偏振方向之间的夹角，显然当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I 将发生周期性变化．当θ=00时，透射光强最大；当θ=900时，透射光强为极小值（消光状态），当00<θ<900时，透射光强介于最大和最小值之间，如图3所示，自然光通过起偏器与检偏器的变化．图3 光的起偏和检偏根据透射光强度变化的情况，可以区别线偏振光、自然光和部分偏振光．(2)波片波片是用单轴晶体切成的表面平行于光轴的薄片．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，会产生双折射现象，寻常光（o 光）和非寻常光(e 光)沿同一方向前进，但传播的速度不同．这两种偏振光通过晶片后，它们的相位差为：L n n e o )(2-=∆λπϕ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 光和e 光的折射率，L 为晶片的厚度．我们知道，两个互相垂直的、频率相同且有固定相位差的简谐振动，可用下列方程表示：⎩⎨⎧+==)cos(cos 0ϕωωt A y tA x e 从两式中消去t ，经三角运算后得到合振动的方程式为ϕϕ22222sin cos 2=-+oe o e A A xy A y A x 由此式可知，a) 当),2,1,0( ==k k πϕ时，x A A y eo±=，为线偏振光． b) 当),2,1,0(2)12( =+=k k πϕ时，12222=+oe A y A x ，为正椭圆偏振光．在o A = e A 时，为圆偏振光．c) 当ϕ为其它值时，为椭圆偏振光．在某一波长的线偏振光垂直入射到晶片的情况下，能使o 光和e 光产生相位差πϕ)12(+=∆k （相当于光程差为2λ的奇数倍）的晶片，称为对应于该单色光的二分之一波片（1/2波片）或2λ波片；与此相似，能使o 光和e 光产生相位差πϕ)212(+=∆k （相当于光程差为4λ的奇数倍）的晶片，称为四分之一波片（1/4波片）或4λ波片．本实验中所用波片是对06328A （e e N H -激光）而言的．如图4所示，当振幅为A 的线偏振光垂直入射到1/4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 θsin 和A θcos ，所以通过1/4波片合成的偏振状态也随角度θ的变化而不同．图4 线偏振光经过1/4波片示意图 图5 线偏振光经过1/2波片示意图a) 当θ=00时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光（e 光）．b) 当θ=π/2时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光（o 光）． c) 当θ=π/4时，Ae=Ao 获得圆偏振光．d) 当θ为其它值时，经过1/4波片后为椭圆偏振光．所以，可以用1/4波片获得椭圆偏振光和圆偏振光．当线偏振光经过1/2波片后，Ae 与Ao 的位相差位π，如图5两列光波合成后仍然为线偏振光，但振动方向较原方向转动了2θ角度。
【实验仪器】光具座，He-Ne 激光器，偏振片（起偏器、检偏器），1/4波片，1/2波片，硅光电池，偏振光实验仪，观测布儒斯特角装置．图6 实验仪器实物图【实验内容与步骤】1．起偏与检偏鉴别自然光与偏振光，验证马吕斯定律(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的方位,将P 2 转动3600，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，记录相应的光电流值，共转900，在坐标纸上作出I~cos 2θ关系曲线．2．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率(1) 在起偏器P 1后，放入测布儒斯特角的装置，然后调节起偏角度，使透射出来的偏振光的偏振方向水平（保证偏振方向在入射面内）。
(2) 旋转载物玻璃平板，使反射的光束与入射光束重合（即观察起偏器上的入射光点和反射光点重合），记下此时载物玻璃平板的初始角度1ϕ． (3) 一面转动载物玻璃平板，一面手拿光屏，接收反射光．反复调节直到反射光消光为止，记下载物玻璃平板的角度2ϕ，重复测量三次．(4) 根据表2所示，求出120ϕϕϕ-=和平均值0ϕ，最后根据10tan n n=ϕ（1n ＝1为空气的折射率）得出玻璃的折射率n ．3．观察椭圆偏振光和圆偏振光(1) 先使起偏器P 1和检偏器P 2的偏振方向垂直（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1/4波片，转动波片使P 2后的光屏上仍处于消光状态（此时θ=00）．(2) 从θ=00的位置开始，使检偏器P 2转动，这时可以从屏上光强的变化看到经过1/4波片后的光为线偏振光．(3) 取θ=900，使检偏器P 2转动，这时也可以从屏上光强的变化看到经过1/4波片后的光为线偏振光．其振动面与θ=00时的振动面垂直．(4) 取θ为除00和900外的其他值，观察转动P 2时屏上光强的变化，其结果与椭圆偏振光对应．特别是当θ=450时，P 2转动时屏上光强几乎不变，这便是圆偏振光对应的状态． 4．考察平面偏振光通过1/2波片时的现象（1）按图8在光具座上依次放置各元件，使起偏器P 1的振动面为垂直，检偏器P 2的振动面为水平（此时应观察到消光现象）．图8 线偏振光通过1/2波片光路图（2）在P 1、P 2之间插入1/2波片（C ），将C 转动360o ，能看到几次消光？解释这一现象．（3）将C 转任意角度，这时消光现象被破坏，把P 2转动360o ，观察到什么现象？由此说明通过1/2波片后，光变成怎样的偏振状态？图7 布儒斯特定律示意图（入射光为线偏振光）S 光源 P 1起偏器 P 2检偏器（4）仍使P1、P2处于正交，插入C，使消光，再将C转15o，破坏其消光．转动P2至消光位置，并记录P2所转动的角度．（5）继续将C转15o（即总转动角为30o，）记录A达到消光所转总角度，依次使C 总转角45 o、60 o、75 o、90 o．记录P2消光时所转总角度．从上面实验结果得出什么规律？怎么解释这一规律．【注意事项】1．实验中各元件不能用手摸，实验完毕后按规定位置放好．2．不要让激光束直接照射或反射到眼睛内．【数据记录及处理】【思考题】1. 区分自然光和圆偏振光：如果用偏振片进行观察时，光强随偏振片的转动没有变化，这束光是自然光或圆偏振光。
在偏振片之前放1/4玻片，再转动偏振片。
如果强度仍然没有变化是自然光；如果出现两次消光，则是圆偏振光，因为1/4玻片能把圆偏振光变为线偏振光2. 区分部分偏振光和椭圆偏振光：如果用偏振片进行观察时，光强随偏振片的转动有变化但没有消光，则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。