偏振光的观测与研究~~实验报告之欧阳家百创编
光偏振现象的研究实验报告
光偏振现象的研究实验报告篇一：偏振光实验报告实验题目：偏振光的研究实验者：PB08210426 李亚韬实验目的：掌握分光计的工作原理，熟悉偏振光的原理和性质。
验证马吕斯定律，并根据布儒斯特定律测定介质的折射率。
实验原理：为了研究光的偏振态和利用光的偏振特性进行各种分析和测量工作，需要各种偏振元件：产生偏振光的元件、改变光的偏振态的元件等，下面分类介绍。
1 产生偏振光的元件在激光器发明之前，一般的自然光源产生的光都是非偏振光，因此要产生偏振光都要使用产生偏振光的元件。
根据这些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。
在激光器谐振腔中可以利用布儒斯特角使输出的激光束是线偏振光。
将自然光变成偏振光的方法有很多，一个方法是利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
我们的先人在很早就已经对水平面的反射光有所研究，但定量的研究最早在1815年由布儒斯特完成。
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，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。
如图1所示。
因为此时i0????2 ，n1sini0?n2sin?，tgi0?sini0sini0n??cosi0sin?n1，若n1=1（为空气的折射率），则n2?tgi0（1）i0叫做布儒斯特角，所以通过测量布儒斯特角的大小可以测量介质的折射率。
由以上介绍可以知道利用反射可以产生偏振光，同样利用透射（多次透射）也可以产生偏振光（玻璃堆）。
第二种是光学棱镜，如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用晶体的双折射的原理制成的。
在晶体中存在一个特殊的方向（光轴方向），当光束沿着这个方向传播时，光束不分裂，光束偏离这个方向传播时，光束将分裂为两束，其中一束光遵守折射定律叫做寻常光（o光），另一束光一般不遵守折射定律叫做非寻常光（e光）。
观察光的偏振现象实验报告
观察光的偏振现象实验报告说起光的偏振，哎呀，很多人可能第一反应就是，“这跟我有啥关系？”其实啊，光的偏振可是咱们日常生活中不可忽视的小“魔法”。
想象一下，你在阳光下戴着太阳镜，镜子上反射出来的光晃得眼睛都睁不开，你是不是想，为什么我的眼睛总是受这种“折磨”？哦！这就是光的偏振效应。
今天，我就给大家来一波“揭秘”，看看实验是怎么让这个看似复杂的现象变得简单又有趣。
我们实验的第一步，当然是准备好设备。
纸、偏振片、光源，一点也不难搞定。
这个实验的目的嘛，其实就是想通过这些工具，来观察光在经过偏振片后的变化。
大家肯定会问，偏振片是什么？嘿，别急，听我慢慢说。
偏振片其实就是一块神奇的东西，它能过滤掉某些方向的光波，换句话说，它就像一个筛子，专门挑选自己喜欢的光线通过。
你把它放在光源前，光线就变成了一定方向的偏振光。
咋样，是不是有点意思？然后，咱们就把偏振片和光源对准，打开光源，嗯，亮了。
接着拿个平面镜，镜子也像一个老实人，反射光线。
不过，这光一反射，偏振片可不能高兴太早。
你要是把偏振片拿在不同的角度，光线的亮度变化可是非常明显的。
这时候，咱们就能看到，哦，偏振片真有“魔力”，它能让光线的强度根据角度变化。
每次转动偏振片，亮度变化的样子就像太阳快出来又快下山，忽明忽暗，瞬息万变。
一开始，咱们可能有点迷糊，为什么光的强度不稳？好像光线有自己的脾气，时而闪亮，时而低调。
这就像你拿着手机看视频，有时候信号强，有时候掉线，真是让人又爱又恼。
实际上，这是因为，偏振光有着明确的方向性。
当偏振片的偏振方向和光线方向一致时，光线就最亮；如果偏振方向完全垂直，那光线几乎就消失了，像是被一个看不见的“屏障”挡住了。
实验的乐趣就在于，咱们可以通过调节偏振片的角度，观察到这种有趣的变化。
你知道吗？这个现象在生活中可不罕见，比如反射光、折射光，它们都和偏振有关系。
嗯，比如说咱们在路上看到的蓝天，偏振现象就在那儿发挥作用。
偏振的原理也帮助科学家开发了各种技术，比如偏振眼镜、3D电影眼镜，它们都在利用光的偏振特性。
偏振光实验的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振理论的认识。
2. 学习直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握使用偏振片、波片等光学元件进行偏振光实验的基本操作。
二、实验原理1. 光的偏振：光波是一种横波，其振动方向与传播方向垂直。
当光波在某一方向上的振动占优势时，称为偏振光。
偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
2. 线偏振光：当光波的振动方向在某一平面内时，称为线偏振光。
线偏振光可以通过以下方法产生：自然光经过偏振片后，光波的振动方向被限制在偏振片的光轴方向。
3. 圆偏振光和椭圆偏振光：当光波的振动方向在两个相互垂直的平面内时，称为圆偏振光和椭圆偏振光。
圆偏振光和椭圆偏振光可以通过以下方法产生：线偏振光经过1/4波片后，其振动方向在两个相互垂直的平面内，且相位差为90°。
4. 偏振光的检验：利用偏振片和波片可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过偏振片时，光强会发生变化；当偏振光通过波片时，光强会根据波片的角度发生变化。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 玻璃平板6. 0°、90°任意刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将He-Ne激光器放置在光具座上，调整激光器使其发出平行光。
2. 将偏振片1放置在光具座上，调整偏振片1的光轴与激光器发出的光束方向垂直。
3. 将偏振片2放置在偏振片1的后面，调整偏振片2的光轴与偏振片1的光轴成一定角度。
4. 观察白屏上的光斑，调整偏振片2的角度，使光斑消失。
5. 将1/4波片放置在偏振片2的后面，调整1/4波片的光轴与偏振片2的光轴成一定角度。
6. 观察白屏上的光斑，调整1/4波片的角度，使光斑消失。
7. 重复步骤4和5，观察不同角度下的光斑变化。
8. 改变偏振片1和偏振片2的相对位置，观察光斑的变化。
五、实验结果与分析1. 当偏振片1和偏振片2的光轴垂直时，光斑消失，说明此时光为线偏振光。
偏振光实验报告
偏振光实验报告引言偏振光实验是光学实验中常见的一种实验方法。
通过对光的偏振现象的观察以及相关实验测量，我们可以深入了解光的性质和特点。
本篇报告将介绍我们进行的偏振光实验的详细过程、结果和分析。
实验目的本次实验的目的是通过测量不同角度的偏振片对偏振光的透过和消光现象进行观察，探究偏振片的工作原理以及不同类型的偏振片对光的影响。
实验装置和步骤我们使用了一台光源、一块偏振片、一块旋转台和一块检偏片进行实验。
实验步骤如下：1. 将光源置于实验架上，保证光源与偏振片之间垂直，并打开光源开关，确保光线的稳定。
2. 将旋转台上的偏振片与光源之间保持一定的距离，并逐渐旋转偏振片，注意观察每个角度下所透过的光强度。
3. 将检偏片固定在透射光的路径上，并不断调整其角度，直到观察到最大的透过光强度。
实验结果在实验中，我们观察到不同角度下偏振片对光透过和消光的现象。
当偏振片和检偏片的透过方向一致时，我们观察到光的最大透过强度；当偏振片和检偏片的透过方向垂直时，我们观察到光的最小透过强度，即消光状态。
在旋转偏振片的过程中，我们还观察到透过光强度的变化。
随着偏振片角度的改变，透过光的强度呈现规律性的变化，存在明确的峰值和谷值。
这一现象表明偏振片对光的偏振状态具有显著的影响。
讨论与分析我们根据实验结果可以得出结论：偏振片有选择性地透过特定偏振方向的光。
根据实验中的消光现象以及透过光强度的变化规律，我们可以认为光在透过偏振片以及检偏片时会遵循一定的偏振方向。
这意味着光是一种电磁波，在传播过程中会产生特定的电场和磁场振动方向。
偏振光实验不仅可以用于测量光的偏振性质，还可以应用于其他领域。
例如，在光通信中，偏振光可以提高信息传输的可靠性和带宽。
在显微镜中，利用偏振光可以观察样本中的晶体结构和纤维的方向。
因此，了解偏振光的性质和实验方法对于光学研究和应用都具有重要意义。
结论通过本次偏振光实验，我们对偏振片的工作原理和光的偏振现象有了更深入的理解。
偏振光原理实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 深入理解光的偏振现象，巩固相关理论知识。
2. 掌握直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
3. 学会使用偏振片、波片等实验仪器，进行光的偏振状态分析。
二、实验原理1. 偏振光的产生：自然光经过起偏器后，其振动方向变得有规律，成为偏振光。
2. 偏振光的检验：通过观察光的偏振现象，判断光的偏振状态。
3. 偏振光的分解：利用波片可以将偏振光分解为两个相互垂直的偏振光。
三、实验仪器1. 激光器：提供稳定的单色光。
2. 偏振片：用于产生和检验偏振光。
3. 波片：用于分解偏振光。
4. 光具座：用于固定实验仪器。
5. 光屏：用于观察光斑。
6. 秒表：用于测量时间。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光束调整至水平传播。
2. 将偏振片固定在光具座上，使光束通过偏振片。
3. 观察光屏上的光斑，记录光斑形状和亮度。
4. 将波片固定在光具座上，使光束通过波片。
5. 调整波片的角度，观察光屏上的光斑变化，记录光斑形状和亮度。
6. 重复步骤4和5，分别使用两个偏振片和两个波片进行实验。
五、实验数据及处理1. 观察到，当光束通过偏振片后，光屏上的光斑形状变为明暗相间的条纹，说明光束被分解为两个相互垂直的偏振光。
2. 调整波片角度，当波片的光轴与偏振片的光轴平行时，光屏上的光斑最亮；当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时，光屏上的光斑最暗。
3. 通过实验，验证了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
六、实验结果与分析1. 通过实验，我们深入理解了光的偏振现象，掌握了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
2. 实验过程中，我们发现波片的光轴与偏振片的光轴平行时，光屏上的光斑最亮；当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时，光屏上的光斑最暗。
这验证了偏振光的分解原理。
3. 实验过程中，我们使用偏振片和波片等实验仪器，成功进行了光的偏振状态分析。
七、实验总结本次实验通过观察光的偏振现象，加深了对光的偏振理论知识的理解。
偏振光的研究实验报告.doc
偏振光的研究实验报告.doc
实验目的：通过实验研究偏振光的性质与应用。
实验器材：偏振片、旋光仪、光源等。
实验步骤：
1. 准备偏振片和旋光仪。
将偏振片和旋光仪调整到透光方向相同。
2. 准备光源，将光源置于偏振片前面，调整偏振片角度，使得光通过偏振片后线偏振。
3. 将旋光仪插入偏振片与光源之间的路径，滚动旋光仪旋钮，观察光的变化。
4. 拿起偏振片，转动偏振片并恒定一定的角度，观察光的变化。
5. 改变入射光的极化方向，重复实验步骤，观察光的变化。
实验结果：
1. 根据实验观察，旋光仪会影响光的传播路径，使得偏振方向发生了改变，而偏振
片则会篡改光的线偏振方向，使得光线只能沿着某一特定方向通过。
2. 当旋光仪的角度发生变化时，偏振光通过旋光仪后的振动方向也会相应发生变
化。
通过以上实验，我们可以得出以下结论：
1. 偏振片可以过滤掉偏振方向与偏振片不一致的光，只透过其中一种方向的偏振
光。
2. 旋光仪可以改变偏振光的振动方向，使得其适应不同实验需要。
3. 入射光的极化方向与透过偏振片的强度、透过旋光仪的强度之间具有一定的联系，通过引入不同的器材和改变其角度，可以改变偏振光的振动状态。
偏振光分析实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，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与检验方法。
3. 掌握1/4波片、1/2波片等光学元件的作用及使用方法。
4. 验证马吕斯定律，加深对光的偏振理论的理解。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光是一种电磁波，其电矢量在垂直于传播方向的平面上振动。
当光波的电矢量振动方向固定时，光称为线偏振光；当电矢量振动方向随时间作有规律的变化时，光称为圆偏振光或椭圆偏振光。
2. 偏振光的产生与检验：利用偏振片、波片等光学元件可以产生和检验偏振光。
偏振片可以使自然光变为线偏振光，波片可以改变光的偏振状态。
3. 马吕斯定律：当一束线偏振光通过一个偏振片时，出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系满足马吕斯定律。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 1/2波片（两块）6. 玻璃平板及刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将激光器发出的光束通过偏振片P1，得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片B1，得到圆偏振光。
3. 将圆偏振光通过1/2波片B2，观察出射光的偏振状态。
4. 将线偏振光通过1/4波片B1，得到椭圆偏振光。
5. 将椭圆偏振光通过1/2波片B2，观察出射光的偏振状态。
6. 重复以上步骤，改变偏振片P1和波片B1、B2的相对位置，观察出射光的偏振状态。
7. 根据马吕斯定律，计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
五、实验结果与分析1. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时，出射光变为圆偏振光；当圆偏振光通过1/2波片B2时，出射光变为线偏振光。
2. 观察到当线偏振光通过1/4波片B1时，出射光变为椭圆偏振光；当椭圆偏振光通过1/2波片B2时，出射光变为线偏振光。
3. 根据马吕斯定律，计算并验证出射光的强度与入射光强度、入射光与偏振片的夹角之间的关系。
偏振光实验报告
偏振光实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法，观察偏振光的特性，了解偏振光的产生和性质，并掌握偏振光的基本原理。
二、实验仪器和材料。
1. 偏振片。
2. 真空光源。
3. 偏振光检测器。
4. 透明介质样品。
5. 旋转台。
6. 透镜。
7. 电源。
三、实验原理。
偏振光是指在某一方向上振动的光波，其振动方向与传播方向成固定夹角。
光波的振动方向可以通过偏振片来选择。
偏振片是一种具有选择性吸收性能的光学元件，可以通过吸收或者透射特定方向的光波来实现偏振光的产生。
四、实验步骤。
1. 将偏振片放置在光源前，观察透过偏振片后的光线；2. 在偏振片后方设置偏振光检测器，记录透过偏振片后的光强；3. 将透明介质样品放置在偏振片和偏振光检测器之间，观察透过样品后的光强变化；4. 通过旋转台旋转偏振片，观察透过偏振片后的光线变化；5. 用透镜将偏振光聚焦到样品上，观察透过样品后的光强变化；6. 改变透明介质样品的厚度，观察透过样品后的光强变化。
五、实验结果与分析。
通过实验观察发现，在偏振片的作用下，光线的偏振方向发生了改变，透过样品后的光强也发生了变化。
当旋转偏振片时，透过偏振片后的光线强度随着偏振片旋转角度的改变而发生周期性变化。
当透明介质样品的厚度改变时，透过样品后的光强也发生了相应的变化。
这些结果表明偏振光的产生和性质与光波的振动方向、介质的性质以及光路长度等因素密切相关。
六、实验结论。
通过本实验，我们深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
偏振光在光学领域有着重要的应用价值，对于光学仪器的设计和光学材料的研究具有重要意义。
七、实验总结。
本实验通过观察偏振光的特性，深入了解了偏振光的产生和性质，掌握了偏振光的基本原理。
同时，实验过程中我们也学会了灵活运用光学仪器和材料，提高了实验操作能力。
八、参考文献。
1. 朱乐民，光学教程，北京，高等教育出版社，2010年。
2. 王明洋，光学实验指导，北京，科学出版社，2015年。
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。
偏振现象的观察与分析实验报告
偏振现象的观察与分析实验报告偏振现象是光学中一个非常重要的现象，它在生活和科研中都有着广泛的应用。
本次实验旨在通过观察和分析偏振现象，深入理解偏振光的特性和规律。
实验仪器和材料：1. 偏振片。
2. 偏振光源。
3. 旋转台。
4. 偏振光检测仪。
实验步骤：1. 将偏振光源放置在实验台上，并打开电源，使其发出偏振光。
2. 在偏振光源和旋转台之间放置偏振片，调整偏振片的方向，使其与偏振光源的偏振方向垂直。
3. 将偏振光检测仪放置在偏振片的后方，观察偏振光通过偏振片后的光强变化情况。
4. 通过旋转台旋转偏振片，观察偏振光通过偏振片后的光强变化规律。
实验结果：在实验中观察到，当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向垂直时，偏振光通过偏振片后的光强最小；而当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向平行时，偏振光通过偏振片后的光强最大。
通过旋转偏振片，可以发现光强会随着偏振片旋转角度的变化而周期性地发生变化。
实验分析：这一现象的产生可以通过偏振片的工作原理来解释。
偏振片是一种能够选择性地吸收某一方向光振动分量的光学元件，当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向垂直时，偏振片完全吸收了偏振光的振动分量，导致通过偏振片后的光强最小；而当偏振片的方向与偏振光源的偏振方向平行时，偏振片不吸收偏振光的振动分量，通过偏振片后的光强最大。
结论：通过本次实验，我们深入理解了偏振现象的特性和规律。
偏振现象在光学和光电领域有着重要的应用，例如偏振片在液晶显示器中的应用等。
同时，对偏振现象的深入理解也为进一步的光学研究奠定了基础。
在今后的学习和科研中，我们将进一步探索偏振现象的原理和应用，为光学领域的发展贡献自己的一份力量。
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欧阳家百创编 欧阳家百创编 偏振光的观测与研究
欧阳家百（2021.03.07） 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欧阳家百创编 欧阳家百创编 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。 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。并且当入射角增大到某一特定值时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，如图3所示，这时入射角称为布儒斯特角，也称为起偏角。 由布儒斯特定律得： 其中、分别为两种介质的折射率，为相对折射率。 欧阳家百创编 欧阳家百创编 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，已知其相对折射率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。 欧阳家百创编 欧阳家百创编 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I0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为： I = I0 cos2 式中为入射偏振光的偏振方向与检偏器偏振轴之间的夹角，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 = 时，透射光强最大；当 =90 时，透射光强为极小值（消光状态），当 < <90 时，透射光强介于最大和最小值之间，如图所示表示了自然光通过起偏器与检偏器的变化。 图4 光波的起偏核检偏 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，它们的欧阳家百创编 欧阳家百创编 相位差为：
其中，为入射偏振光在真空中的波长，no和ne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（如通过晶片后光和光的振动）： 从两式中消去t，经三角运算后得到合振动的方程式为 由此式可知， 1当时，，为线偏振光。 2当时，，为正椭圆偏振光。在 = 时，为圆偏振光。 3当为其它值时，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（相当于光程差为的奇数倍）的晶片，称为对应于该单色光的二分之一波片（1/2波片）或波片；与此相似，能使o光和e光产生相位差（相当于光程差为的奇数倍）的晶片，称为四分之一波片（1/4波片）或波片。本实验中所用波片（）是对（激光）而言的。 如图5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角时，由于o光和e光的振幅分别为A 和A ，所以通过1/4波片合成的偏振状态也随角度的变化而不同。 图5 1当 = 时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光（e光）。 2当 = /4时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光（o光）。 3当 = /2时，Ae=Ao获得圆偏振光。 欧阳家百创编 欧阳家百创编 4当为其它值时，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。 【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P1，旋转P1，观察光屏上光斑强度的变化情况。 (2) 在起偏器P1后面再插入检偏器P2。固定P1的方位,旋转P2 ，旋转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P2出射的光束，旋转P2，记录相应的光电流值，共转900，在坐标纸上作出I~cos2θ关系曲线。 2．观测布儒斯特及测定玻璃折射率 (1) 在起偏器P1后，插入测布儒斯特角的装置，再在P1和装置之间插入一个带小孔的光屏。调节玻璃平板，使反射的光束与入射光束重合。记下初始角。 (2) 一面转动玻璃平板，一面同时转动起偏器P1，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，重复测量三次，求平均值。算出布儒斯特角。 (3) 把玻璃平板固定在平儒斯特角的位置上，去掉起偏器P1，在反射光束插入检偏器P2，转P2，观察反射光的偏振状态。 3．观察椭圆偏振光和圆偏振光 (1) 先使起偏器P1和检偏器P2的偏振轴垂直（即检偏器P2后的光屏上处于消光状态），在起偏器P1和检偏器P2之间插入1/4波欧阳家百创编 欧阳家百创编 片，转动波片使P2后的光屏上仍处于消光状态（此时 = ）。
(2) 从 = 的位置开始，使检偏器P2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 =900，使检偏器P2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 = 时的振动面垂直。 (4) 取为除00和900外的其他值，观察转动P2时屏上光强的变化，其结果与椭圆偏振光对应。特别是当 =450时，P2转动时屏上光强几乎不变，这便是圆偏振光对应的状态。 【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置好。 2、不要让激光束直接照射或反射到人眼内。 【数据记录及处理】 表1 马吕斯定律验证实验 P1与P2偏振化方向夹角 光电流的读数I （） 实验 I/I0 理论 I/I0=cos2 第一次 第二次 第三次
00 1.00 300 0.75 450 0.50 600 0.25 900 0.00
表2 玻璃折射率的测定与计算
次数 玻璃平板的角位置 布儒斯特角 玻璃折射率
n=tg 光垂直入射时 反射光消光时
１
２ ３
【思考题】
1． 偏振光的获得方法有哪几种？