26利用布儒斯特定律测量玻璃折射率
西工大与西安交大期末复习考研备考大学物理题库 六、波动光学 19 光的偏振
六、波动光学19 光的偏振一、选择题(共22题)选择题：一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为( )A、4/I2B、I0 / 4．C、I0 / 2．D、2I0 / 2．答案： B难度：易选择题：如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为( )A、I0 / 8．B、I0 / 4．C、3 I0 / 8．D、3 I0 / 4．答案：A难度：易选择题：在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹．若在两缝后放一个偏振片，则( )A、干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强．B、干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱．C、干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱．D、无干涉条纹．答案：B难度：易选择题：光强为I0的自然光依次通过两个偏振片P1和P2．若P1和P2的偏振化方向的夹角 ＝30°，则透射偏振光的强度I是( )A、I0 / 4．B、3I0 / 4．C、3I0 / 2．D、3 I0 / 8．答案：D难度：中选择题：一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为( )A 、 1 / 2．B 、 1 / 3．C 、 1 / 4．D 、 1 / 5．答案：A难度：中选择题：三个偏振片P 1，P 2与P 3堆叠在一起，P 1与P 3的偏振化方向相互垂直，P 2与P 1的偏振化方向间的夹角为30°．强度为I 0的自然光垂直入射于偏振片P 1，并依次透过偏振片P 1、P 2与P 3，则通过三个偏振片后的光强为( )A 、 I 0 / 4．B 、 3 I 0 / 8．C 、 3I 0 / 32．D 、 I 0 / 16．答案：C难度：中选择题： 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为：( )A 、 光强单调增加．B 、 光强先增加，后又减小至零．C 、 光强先增加，后减小，再增加．D 、 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零．答案：B难度：中选择题：使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是( )A 、 21I 0 cos 2α ． B 、 0．C 、 41I 0sin 2(2α)． D 、 41I 0 sin 2α ．答案：C难度：中选择题：一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I＝I0/ 8．已知P1和P2的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是( )A、30°．B、45°．C、60°．D、90°．答案：B难度：难选择题：自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是( )A、在入射面内振动的完全线偏振光．B、平行于入射面的振动占优势的部分偏振光．C、垂直于入射面振动的完全线偏振光．D、垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光．答案：C难度：易选择题：某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是( )A、35.3°．B、40.9°．C、45°．D、54.7°．答案：D难度：中选择题：自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为( )A、完全线偏振光且折射角是30°．B、部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是30°．C、部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角．D、部分偏振光且折射角是30°．答案：D难度：中选择题：一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光( )A、是自然光．B、是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．C、是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．D、是部分偏振光．答案：B难度：中选择题： ABCD 为一块方解石的一个截面，AB 为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线．光轴方向在纸面内且与AB 成一锐角θ，如图所示．一束平行的单色自然光垂直于AB 端面入射．在方解石内折射光分解为o 光和e 光，o 光和e 光的( )A 、 传播方向相同，电场强度的振动方向互相垂直．B 、 传播方向相同，电场强度的振动方向不互相垂直．C 、 传播方向不同，电场强度的振动方向互相垂直．D 、传播方向不同，电场强度的振动方向不互相垂直．题目图片：D答案：C难度：中选择题：一束圆偏振光通过二分之一波片后透出的光是( )A 、 线偏振光．B 、 部分偏振光．C 、 和原来旋转方向相同的圆偏振光．D 、 和原来旋转方向相反的圆偏振光．答案：D难度：易选择题：下列说法哪个是正确的？( )A 、 一束圆偏振光垂直入射通过四分之一波片后将成为线偏振光．B 、 一束椭圆偏振光垂直入射通过二分之一波片后将成为线偏振光．C 、 一束圆偏振光垂直入射通过二分之一波片后将成为线偏振光．D 、 一束自然光垂直入射通过四分之一波片后将成为线偏振光．答案：A难度：易选择题：一束单色平面偏振光，垂直投射到一块用方解石（负晶体）制成的四分之一波片（对于投射光的频率而言）上，如图所示．如果入射光的振动面与光轴成45°角，则对着光看从波片射出的光是( )A、逆时针方向旋转的圆偏振光．B、逆时针方向旋转的椭圆偏振光．C、顺时针方向旋转的圆偏振光．D、顺时针方向旋转的椭圆偏振光．题目图片：答案：A难度：中选择题：一单色平面偏振光，垂直投射到一块用石英（正晶体）制成的四分之一波片（对于投射光的频率而言）上，如图所示．如果入射光的振动面与光轴成30°角，则对着光看从波片射出的光是( )A、逆时针方向旋转的圆偏振光．B、逆时针方向旋转的椭圆偏振光．C、顺时针方向旋转的圆偏振光．D、顺时针方向旋转的椭圆偏振光．题目图片：答案：D难度：中选择题：一束单色线偏振光，其振动方向与1/4波片的光轴夹角α = π/4．此偏振光经过1/4波片后( )A、仍为线偏振光．B、振动面旋转了π/2．C、振动面旋转了π/4．D、变为圆偏振光．答案：D难度：中选择题：一束圆偏振光通过二分之一波片后透出的光是( )A、线偏振光．B、部分偏振光．C、和原来旋转方向相同的圆偏振光．D、和原来旋转方向相反的圆偏振光．答案：D难度：中选择题：一束单色右旋圆偏振光垂直穿过二分之一波片后，其出射光为( )A、线偏振光．B、右旋圆偏振光．C、左旋圆偏振光．D、左旋椭圆偏振光．答案：C难度：中选择题：仅用一个偏振片观察一束单色光时，发现出射光存在强度为最大的位置（标出此方向MN），但无消光位置．在偏振片前放置一块四分之一波片，且使波片的光轴与标出的方向MN平行，这时旋转偏振片，观察到有消光位置，则这束单色光是( )A、线偏振光．B、椭圆偏振光．C、自然光与椭圆偏振光的混合．.D、自然光与线偏振光的混合．答案：B难度：中二、填空题(共64题)填空题：光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片后，出射光强I=I0/8，则两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为__________．答案：60°难度：易填空题：一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°角．已知通过此两偏振片后的光强为I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为________________．答案：2I难度：易填空题：一束光垂直入射在偏振片P 上，以入射光线为轴转动P ，观察通过P 的光强的变化过程．若入射光是__________________光，则将看到光强不变；若入 射光是__________________，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光 是__________________，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗．答案： 自然光或(和)圆偏振光，线偏振光(完全偏振光)，部分偏振光或椭圆偏振光 难度：易填空题：两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直．若一束强度为I 0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为π / 4，则穿过第一偏振片后的光强为__________________，穿过两个偏振片后的光强为___________．答案： I 0 / 2， 0难度：易填空题：马吕斯定律的数学表达式为I = I 0 cos 2 α．式中I 为通过检偏器的透射光的强度；I 0为入射__________的强度；α为入射光__________方向和检偏器_________方向之间的夹角．答案： 线偏振光(或完全偏振光) ，光(矢量)振动，偏振化(或透光轴) 难度：易填空题：两个偏振片叠放在一起，强度为I 0的自然光垂直入射其上，若通过两个偏振片后的光强为8/0I ，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角(取锐角)是____________，若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两片的偏振化方向的夹角（取锐角）相等．则通过三个偏振片后的透射光强度为____________．答案： 60°(或 / 3)，9I 0 / 32难度：中填空题：用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的5倍，则入射光中，自然光强I 0与线偏振光强I 之比为__________．答案： 1 / 2难度：中填空题：一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由α1转到α2，则转动前后透射光强度之比为________________．答案：2212cos /cos αα 难度：中填空题：如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S ，在屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝S 1和S 2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2，则当P 1与P 2的偏振化方向相互______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹．题目图片：P2P1S1S2S答案：平行或接近平行难度：中填空题：要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过__________块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的______ _________________倍．答案：2，1/4难度：中填空题：如图，P1、P2为偏振化方向间夹角为α 的两个偏振片．光强为I0的平行自然光垂直入射到P1表面上，则通过P2的光强I＝__________．若在P1、P2之间插入第三个偏振片P3，则通过P2的光强发生了变化．实验发现，以光线为轴旋转P2，使其偏振化方向旋转一角度θ后，发生消光现象，从而可以推算出P3的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角α'＝___________．(假设题中所涉及的角均为锐角，且设α'<α)．题目图片：答案：α2cos21Iα＋θ－21π(或α＋θ－90°)难度：中填空题：使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1，P2和P3．P1与P2的偏振化方向成45°角，P2与P3的偏振化方向成45°角．则透过三块偏振片的光强I为______________．答案：I0 / 8难度：中填空题：某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水中（n=1.33）。
布儒斯特角法测量金属薄膜折射率
B
布儒斯特角法
利用折射定律，可知布儒斯特角满足下式
n2 tan B n1 n ，只要测得B，就能算得 若已知背景折射率 1
样品折射率n2 对金属薄膜 n 测量的是 n实部
为复数，用布儒斯特角法
实验方法
改变入射角度，用光强 度计器寻找反射光的位 置，并记录对应入射角 的反射光强数据 寻找反射光光强最小时 对应的入射角即是布儒 斯特角 利用布儒斯特角计算样 品的折射率
实验光路图
样品制备
采用磁控溅射的方法制 备铜膜样品 样品的制备条件：功率 8W，电流0.2A，工作 气压1Pa 控制溅射时间制备不同 厚度的样品
样品编号 溅射时间 /min
0 1 2 3
5 4 3 2
测量得各实验样品的折射率
样品
编号 0 1 2
溅射
时间 （min） 5 4 3
折射率
n1 n tan B
2.14 2.47 3.30
3
2
3.45
介质基底
铜膜
反射光强的极小值降到0 完全消光
反射光强的极小值没有降到 0 不完全消光
不完全消光现象
不完全消光现象分析
实验检测最小时反射光的偏振性质，确定为P 偏振光
影响反射率最小值的两个因素
金属薄膜折射率的虚部 薄膜的两个界面多次反射
计算结果表明，总反射光强最小值不为零 衰减系数相关的参量2 d 随膜的厚度增加而 增大 计算结果与实验曲线符合
实验分析及结论
铜膜经过热处理以后，样品的折射率远大于基 底的折射率.其数值大约为2.5~3.5 因为样品的Cu/Cu2O比例不一样，相同基片上 的铜膜，厚度不同，折射率也不同 衰减随薄膜厚度增加而增加 上下表面多次反射及光吸收模型能成功解释在 布儒斯特角处反射光强不为零的现象
实验7 玻璃折射率的测量
【实验内容】
1、布儒斯特角的测量 自行设计实验光路，并测量给定黑玻璃镜的布儒斯特角。 2、玻璃的折射率的测量 参考第 1 项的测量思路和光路，根据布儒斯特定律，测量并计算出玻璃的折射率。 为了验证根据测量数据计算出来的值是否正确，可以将光通过一偏振片，测出其光强， 然后以某一小角度(<15°)从空气中入射到玻璃表面，测量其反射光的强度，从而得到小角度 反射率，根据菲涅耳公式计算出玻璃的折射率，两者进行比较。
【注意事项】
1、 在实验过程中，首先要保证激光垂直入射于待测样品表面； 2、 利用功率计测量时，光要垂直入射于探头表面的中央； 3、 要左右对称测量。
1
实验七
【目的与求】
玻璃折射率的测量
1、测量布儒斯特角； 2、观察光以布儒斯特角入射时反射光的偏振现象； 3、利用布儒斯特定律测量玻璃的折射率； 4、利用小角度入射法测量玻璃的折射率。
【仪器用具】
氦氖激光器，偏振片，光功率计，黑玻璃，透明玻璃；
【实验原理】
一束自然光入射到介质表面， 其反射光和折射光一般是部分偏振光。 在特定入射角即布 儒斯特角 θB 下，反射光成为线偏振光，其电矢量垂直与入射面。若光线是由空气射到折射 率为 n(约等于 1.5)的玻璃平面上，则 θB=tg-1n=57°。如果自然光是以 θB 入射到玻璃片堆上， 则经多次反射， 最后从玻璃片堆透射出来的光也近于线偏振光。 所有这些结论都可从菲涅耳 公式出发而得到论证。 根据菲涅耳公式和反射率、透射率的定义可知，当光正入射于玻璃表面时，玻璃表面的 反射率和透射率分别为：
R0 r02 (
T0
n1 n2 2 ) n1 n2
2 n2 2 4n12 n2 t0 n1 (n1 n2 ) 2
华东理工大学大学物理作业答案2
2f 2 1 600 10 9 3 10 3 m a 0.4 10 3 （2）由 a sin k (k 1) 得 x sin 1.5 10 3 r a d a
44
大学物理习题册解答
7、用 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（λ =589nm） ，问： （1）光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱； （2）光线以入射角 300 入射时，最多能看到第几级光谱。 解： （1） d
1 2 10 3 mm 500 由 d sin k 及最多能看到的谱线时 sinθ ~1 可得 d 2 10 3 k m ax 3.4 589 10 6
0
（3）最多能看到的谱线级数 sinθ ~1
k d 2400 4 600
∴
k=0,±1,±2
共５条谱线
45
大学物理习题册解答
9、一双缝，缝间距 d=0.1mm，缝宽 a=0.02mm，用波长λ =480nm 的平行单色光垂直入 射双缝，双缝后放一焦距为 50cm 的透镜，试求： （1）透镜焦平面上，干涉条纹的间距； （2）单缝衍射中央亮纹的宽度； （3）单缝衍射的中央包线内有多少条干涉的主极大？ x 解： （1）由双缝干涉明条纹条件 d sin d k 得 f
12、一束自然光，入射到由 4 片偏振片构成的偏振片组上。每一片偏振片的偏振化方向 0 相对于前面一片的偏振化方向沿顺时针方向转过 30 角。问通过偏振片组后的光强是入 射光强的百分之几？ 解: 设入射光强为 I0，通过偏振片的光强为 I1、I2、I3、I4 1 I1 I 0 2
物理实验：测量光的折射率的实验方法
物理实验：测量光的折射率的实验方法引言物理学涉及许多令人着迷的实验，为我们揭示了自然界的奥秘。
其中之一是测量光的折射率的实验。
折射率是材料对光的传播速度的衡量，它能够影响光线在不同介质间的弯曲和偏折。
测量光的折射率对于研究光学原理及其在实际应用中的表现至关重要。
本文将介绍测量光的折射率的几种常见实验方法，并探讨它们的原理和实验步骤。
H2：实验方法1：布儒斯特角法布儒斯特角法是一种经典的实验方法，用于测量透明物质的折射率。
它基于当光线通过两种介质界面时，入射角等于折射角时光线不发生折射的原理。
1.实验材料和设备：•光源：激光器或白光源•透明介质样品：例如玻璃、水或透明塑料•三棱镜或折射计•能够测量角度的仪器：例如量角器或旋转光学台2.实验步骤：3.选取一块透明介质样品，如玻璃片。
4.将光源对准样品，使光线垂直于样品表面入射。
5.调整光源的位置，使光线通过玻璃片。
6.将三棱镜或折射计放在光线路径上，并调整其位置，使光线经过样品后通过三棱镜或折射计。
7.旋转三棱镜或折射计，同时记录角度。
8.当光线在样品中发生不折射时，记录此角度，该角度即为布儒斯特角。
9.重复实验多次，取平均值并计算折射率的近似值。
10.原理解释：布儒斯特角法基于光线折射发生的界面条件，即入射角等于折射角时光线不发生折射。
通过调整角度，当入射角等于布儒斯特角时，测量到的角度即为折射角度。
根据折射定律，可以使用布儒斯特角的正切值与折射率之间的关系来计算折射率的近似值。
H2：实验方法2：光程差法光程差法是另一种测量光的折射率的方法。
它利用了光在不同介质中传播速度不同导致的相位差。
1.实验材料和设备：•光源：例如白光源或单色激光器•介质样品：例如透明均质玻璃片•平行板：可调节厚度以改变光程差•干涉仪：例如迈克耳孙干涉仪或薄膜干涉仪2.实验步骤：3.准备一个透明均质玻璃样品和一对平行板。
4.将光源对准样品，并通过一个平行板使光线通过样品。
5.调整平行板的位置，改变光程差，观察干涉图案。
利用布儒斯特角测量折射率
1.510835
6
334.8
301.5
56.7
1.522355
平均值
/
/
57.28333
1.557339
������������������
=
√∑6������=1(������������������ 5
−
���̅���̅���̅��� )2
=
0.702614166°
������������
=
√(������������������������������
利用布儒斯特角测量玻璃的折射率
林涵容 （华东师范大学 物理与材料科学学院，上海，201100） [摘要]偏振是光作为横波区别于纵波最明显的特征，但光接收器只能测量光的 强度无法测量光的偏振度。实验中常将光接收器与偏振片和波片等光学器件相结 合，来测量光的偏振度。根据光的偏振性原理和布儒斯特定律，通过测量光的偏 振度，来测量玻璃的折射率，探究新的折射率测量方式的同时，对布儒斯特角有 更直观的认识。 [关键词]布儒斯特角；折射率；偏振；光强
图 1[5] 菲涅尔公式的示意图
因此，欲使反射光为线偏振光，只要使������1
+
������2
=
������，���������′���1
2 ������������1
=
0。电矢量的平行分
量就完全不能反射，反射光中只剩下垂直于入射面的分量。即入射角和折射角之
和等于������，反射光电矢量的平行分量为 0，反射光为线偏振光，记此时的入射角为
2.1 布儒斯特角
马吕斯在 1809 年通过一块方解石晶体去看巴黎勒克森堡窗户反射的太阳光 时，无意中发现光在反射时可以产生偏振。当一束自然光在两种介质的界面上反 射和折射时，反射光和折射光的传播方向虽由折射和反射定律决定，但这两束光 的偏振态，要根据光的电磁理论，由磁场的边界条件决定。[3]
利用布儒斯特定律测玻璃折射率实验过程分析
【 责任编辑
邢怀民 】
、０ ． ９ ，１ ２ Ｎｏ．３
利用布儒斯特定律测玻璃 折射率实验过程分析
王 旭 ，李 淼 ，梁晓 东
（ 南师 范大 学 物 理与信 息 工程 学院 ，河南 新 乡 ４ ３ ０ 河 ５ ０ ７）
摘
要 ：分析 了 “ 用布儒 斯特 定律 测 量玻璃 折射 率” 的 实验 过程 ，用菲 涅 尔公 式推 导 了不 同偏 振 方 向入 利
平板 玻璃 旋转 架 ，使 偏振 片上 的激 光入射 光斑 与待 测平 板玻 璃 的反射 光斑重 合 ，此 时入射 光垂直 入射 到待 测平
板玻 璃表 面 ， 出 当前 待测平 板玻 璃旋转 架指 针 的示值 ； 读
／
８ 镰 ｒ ¨
。
２转动平 板玻 璃 ，使入射 角在 ６ 。～ ０ ） ０ ８ 。之 间 ；３转 动起 ） 偏器 ，使 观察 屏 上光 强最 弱 ；４转 动平 板 玻璃使 观 察屏 ） 上光 强最 弱 ；５重 复 ３ 、４操作 ，使观察 屏上 光强 最弱 ， ） ） ）
儒斯 特定律 ｔ ＝ｎ ／ 能够计 算 出玻 璃 的折射 率 ， 中 ｎ 为玻 璃折射 ａ ｎ 其 率 ， ｎ为空 气折射 率（ ． 近似 取为 １． ） 根据 菲 涅尔公 式 ，光 在介 质表 面反 射 时 ，其 平 行分 量和 垂直 分量
折 射 率 其 实 验 装 置 示 意 图
（ ｌ ｇ ｆＰ ｙ ｉｓａ ｄ Ｉｆ ｒ ｔ ｎＥｎ ｉｅ ｒｎ ， ｎ ｎＮｏｍａ ｉｅｓｔ， ｎ ｉｎ ５ ０ ７ Ｃｈｎ ） Ｃｏ ｌ ｅｏ ｈ ｓｃ ｎ ｎ ｏｍａｉ ｇ ｎ ｅｉ ｇ Ｈｅ ａ ｒ ｌ ｅ ｏ Ｕｎｖ ｒｉ Ｘｉｘａ ｇ４ ３ ０ ， ｉ ａ ｙ
Ａ ｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈｅ ｅ ｘｐｅ ｉ ｅ ｒ ｃｅ ｓ ｏ “ ａ ｓｒ ｆａ ｉ ｎｄｅ ｅａ ｕｒ ｒｍ ｎｔｐ ｏ ｓ ｆ ｇｌ ｓ ｅ ｒ ｃｔｏｎ ｉ ｘｍ ｓ ｅｍｅｎ ｔｂａｓ ｄ ｅ ｓｅ ａ ” ｉ ｎａ ｙ ｅ ｅ ｏｎ Ｂｒ ｗ ｔ ｒｌ ｗ ｓ ａ ｌ ｚ ｄ．
大学物理2,15.第十五章思考题
1、一束光垂直入射在偏振片上，以入射光线为轴转动偏振片，观察通过偏振片后的光强变化过程。
如果观察到光强不变，则入射光是什么光如果观察到明暗交替变化，有时出现全暗，则入射光是什么光如果观察到明暗交替变化，但不出现全暗，则入射光是什么光 【答案：自然光；完全偏振光；部分偏振光】详解：当一束光垂直入射在偏振片上时，以入射光线为轴转动偏振片，如果观察到通过偏振片后的光强不发生变化，入射光是由自然光；如果观察到光强有明暗交替变化，并且有时出现全暗，则入射光是完全偏振光；如果观察到光强有明暗交替变化，但不出现全暗，则入射光是部分偏振光。
2、一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一个偏振片。
若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为多少 【答案：1/2】详解：设该光束中自然光和线偏振光的强度分别为I 1和I 2。
当以此入射光束为轴旋转偏振片时，透射光强度的最大值和最小值分别为21max 21I I I +=1min 21I I = 依题意有I max =5I min ，即12121521I I I ⨯=+ 解之得2121=I I 即入射光束中自然光与线偏振光的光强比值等于1/2。
3、一束光强为I 0的自然光相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后，出射光的光强为 。
已知P 1和P 2的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴旋转P 2，要使出射光的光强为零，P 2最少要转过多大的角度【答案：45°】详解：由于P 1和P 2的偏振化方向相互垂直，而自然光相继通过三个偏振片后的光强不等于零，说明自然光通过偏振片的顺序为P 1、P 3、P 2。
如图所示，设偏振片P 1和P 3的夹角为，由马吕斯定律得出射光强为)09(cos cos 2220θθ-=I I θ2sin 820I= 由于I = ，代入上式解得45=θ要使出射光强为零，应使P 2和P 3的偏振化方向垂直，因此P 2最少要转过的角度也等于45°。
大学物理实验光的偏振
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（10-5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12tan 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。
26利用布儒斯特定律测量玻璃折射率
选择性实验：二十六利用布儒斯特定律测量玻璃折射率一、目的要求利用光反射后的起偏振作用，应用布儒斯特定律测量平面玻璃对钠光的折射率。
实验要求达到：1.认识光的偏振特性。
2.学会分光仪的调节方法。
3.理解和正确判断布儒斯特角的反射位置。
二、仪器设备分光仪、平面反射镜（或棱镜）、检偏器、钠光灯。
三、参考书目1.程守洙、江之永：《普通物理学》第三册（第三版），p.214－218。
2.杨之昌、王潜智、邱榴贞：《物理光学实验》上册，p.198－205。
3.R·M·惠特利、J·亚伍德：《伦敦工学院200个物理实验》，p.166－168。
4.李允中、潘维济：《基础光学实验》，p.107－114。
5.A·M·波蒂斯、H·D·杨：《大学物理实验》，p.219－224。
6.D·哈里德、R·瑞斯尼克：《物理学》第二卷第二册，p.577－579。
四、实验原理光是电磁波，是横波。
凡振动仅限于光传播方向平面内的一个固定方向，这种光称为偏振光。
一个原子或分子在某一瞬间所发出的光（亦称波列）是偏振光。
然而各原子或分子各自发出的光其振动方向各不相同，因而它们的组合——自然光是非偏振的，且没有一个振动方向占有优势。
实验证明，自然光在两种媒质的界面上反射或折射时，发射光或折射光都将成为部分偏振光（即某一振动方向上占优势）。
图1就是在空气与玻璃界面上（MM’）自然光经反射和折射后光振动的变化情况。
图中黑点表示垂直纸面的振动方向，短线表示平行于入射面的振动方向，它们的多寡反映了两个方向的强弱。
从图中可以看到，自然光从空气入射到玻璃后，反射光R 中垂直纸面的振动占优势，而折射光R ’中平行入射面的振动占优势，它们都变成了部分偏振光。
这一实验事实可用菲涅耳公式加以证知。
实验还发现，反射光和折射光的偏振化程度还与入射角i 密切相关。
布儒斯特（Brewster ）从实验中确定，当入射角达到一个特定值时，反射光R 将是完全偏振光（一切光振动方向均垂直于纸面）。
玻璃折射率及测量方法
玻璃折射率及测量方法课程论丈题目：对玻璃折射率测走方法的探究班级：2010级物理学本科班姓名：_________ _学号: ___________________指导老师: _______________对玻璃折射率测定方法的探究摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。
关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。
引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。
实验方法：(―)最小偏向角法：1.实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。
2.实验原理：(1)将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率力.测量原理见图1,光线a代表一束单色平行光, 以入射角Z投射到棱镜的曲面上，经棱镜两次折射后以X角从另一面射出来，成为光线仅经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线a和出射光线&延长线的夹角5来表示，&称为偏向角.由图1可知6 =(11—12)+(14—1$) =Il + l4 —此式表明，对于给定棱镜，其顶角A和折射率厂已定，则偏向角/随入射角N而变，5是久的函数(2)用微商计算可以证明，当1\ = 24或时，即入射光线£和出射光线方对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用久表sm -------- -示.此时，有N=〃2, G4+心/2,故” =-------- o用分光计测出棱镜・ Asm —2的顶角4和最小偏向角久，由上式可求得棱镜的折射率力.3.实验内容：3.1棱镜角的测定置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。
在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数岭,％飞，匕，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A的两倍。
3.2最小偏向角的测定(1)将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。
透明玻璃折射率的小角度反射率法和布儒斯特角法测量
目录1.技术要求 (1)2.基本原理 (1)2.1菲涅耳公式 (1)2.2布儒斯特定律测量法的原理 (4)2.3 小角度测量法的原理 (4)3.建立模型描述 (5)5. 实验，调试过程及结论 (7)6.心得体会 (10)7.参考文献 (11)透明玻璃折射率的测量1.技术要求一块玻璃，只有一个面是光学平面，而与之相邻的两个面虽与之垂直，但却是磨砂面，要求不对这块玻璃进行加工处理，测量其折射率： (1)、要利用布儒斯特定律来测量并计算出折射率； (2)、要利用小角度入射时反射率的测量来计算出折射率。
(3)、(1)和(2)的结果需要相互验证。
(4)、测量入射角为60°时s 光和p 光的反射率2.基本原理2.1菲涅耳公式不管是布儒斯特定律测量法还是小角度测量法都是在菲涅耳公式的基础上完成的。
（1） s 分量的菲涅耳公式图1 单独存在s 分量的情形利用边界条件和 可以推导出 反射系数r s = =（1）tp0)(12=-⨯E E n0)(12=-⨯H H n透射系数t s = =（2）（2） p 分量的菲涅耳公式图2 单独存在p 分量的情形根据边界条件得出然后根据E ,H 之间的数值关系和E ，H 之间的正交性可以推导出反射系数r p = =（3）透射系数t p = =（4）根据菲涅耳公式考察反射光和折射光的性质考虑到本次测量是光疏介质到光密介质，所以讨论（n 1<n 2）的情况 反射系数和透射系数的变化ipE isH ik rpE rsH rk tsH tpE tk ns t s r s i H H H 000=-图3,r s,r p,t s,t p随角度变化图由图上可得出以下几点：（1）两个透射系数t s和t p都随着入射角θi增大而单调降低，即入射波越倾斜，透射波越弱，并且在正向规定下，t s和t p都大于零。
（2）r s始终小于零，其绝对值随着入射角单调增大。
根据正方向规定可知在界面上反射波电场的s分量振动方向始终与入射波s分量相反。
布儒斯特角法分光计测量折射率实验的探讨.doc
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 布儒斯特角法分光计测量折射率实验的探讨摘要：分光计是大学物理中测量折射率的主要仪器。
最常用的测量折射率的方法是最小偏小角法，该方法测量出的折射率精度较高，但操作繁琐，针对这一问题，本文尝试了布儒斯特角法测量三棱镜、玻璃砖、四硼酸钠、硫酸铝、冰五个实验，并分别与用最小偏小角法测出的三棱镜的折射率以及其他物体的理论值相对比，结果显示，它们都非常接近，相对误差不超过4%。
所以，当对物体折射率的精确度不高时，用布儒斯特角法比用最小偏向角法测量出折射率更方便快捷。
关键词：布儒斯特定律；折射率；分光计；偏振片The Study of The Experiment of The Spectrometer To1 / 13Measure The Refractive IndexAbstract: According to the university physics experiment, the refractive index can be received by the method of minimum deviation Angle . Then through the spectrometer measurement objects of the refractive index of the experimental analysis, according to the principle of brewster Angle, the experiment can be improved , that is a polaroid is placed in the front of the spectrometer telescopes, observation light reflection polarization phenomenon in the surface of the medium, record ing the readings and measuring brewster Angle, then the refractive index of the object is calculated. Comparing about the two cloth of Confucianism, the Angle measured by the experimental results and the results are consistent with other income of precision experiment, and the relative error is less than 4%. As a result , The brewster Angle method is more convenient and quick when the refractive index is not high, than the method of minimum deviation.Key words: Brewster law; Refractive index; Spectrometer; Polarorid---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------目录摘要1引言11.实验原理21. 实验原理光是一种人眼可见的电磁波，也称为可见光谱。
布儒斯特定律测折射率 用布儒斯特定律测量透明介质折射率
布儒斯特定律测折射率用布儒斯特定律测量透明介质折射率 1.实验目的1.观察光在界面上反射和折射时，发生的偏振现象；2.利用布儒斯特定律测量介质的折射率。
2.实验原理2.1光的偏振状态[5]光是一种电磁波,是横波,它的电矢量E和磁矢量 H相互垂直,且垂直于光的传播方向 C（图2.1-1）,偏振现象是横波所独有的特征。
在研究光现象时,通常将 E叫做光矢量,E 的振动叫做光振动。
图2.1-1在光的传播过程中,如果光矢量 E 始终在一个固定的平面沿一个固定的方向振动,这种光称为线偏振光或平面偏振光。
在垂直于传播方向的平面内,沿各方向振动的光矢量的分布各项均匀,而且各方向光振动的振幅都相同,这种光称为自然光。
光的电矢量在某个方向上出现的几率大于其他的方向,即在较长的时间内电矢量在某个方向上较强,这样的光称为部分偏振光。
如图 2.1-2 所示。
偏振光自然光部分偏振光图 2.1-22.2光在界面上反射和折射时,发生的偏振现象及布鲁斯特定律自然光在两种媒质的分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,在特定的情况下,反射光有可能成为完全偏振光。
例如,自然光射到玻璃界面上的反射和折射情况。
现在将自然光分解为两个振幅相等的分振动:其一和入射面入射光与界面法线方向构成的平面垂直,在图 2.2-1中用黑点表示与入射面垂直的振动;其二和入射面平行,在图中用短线表示和入射面平行的振动。
黑点和短线的多少形象地表示上述两个分振动所代表的光波的强弱光波的强弱和振幅平方成正比,在自然光中,黑点和短线是均匀分布的。
根据布儒斯特定律[2],当以布儒斯特角i0入射时,反射光为线偏振光只有垂直于入射面的振动,而折射光为部分偏振光平行于入射面的振动占主要成分,如图 2.2-1。
i0也称为起偏角。
根据布儒斯特定律，有：tan感谢您的阅读，祝您生活愉快。
布儒斯特定律测折射率的光学系统设计
布儒斯特定律测折射率的光学系统设计折射率，即光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。
是材料的一种常用光学参数，在多个领域都具有重要的研究意义。
测量折射率的方法多种多样，利用的原理和仪器都不尽相同。
本实验设计了一种以布儒斯特定律为原理，使用分光计搭建光学系统的折射率测量方法。
1 原理布儒斯特定律：自然光在介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角。
此时：tan θ=n2/n1光在空气中的折射率为n1，故玻璃折射率n2=tan θ·n1。
当入射角为布儒斯特角时，反射光与折射光夹角刚好为90°。
本实验通过寻找反射光与折射光成90°角时的入射角，用分光计读出此时入射角的角度，再利用布儒斯特定律计算出样品的折射率。
2 光学系统设计实验仪器：分光计、量角器、可调光阑、光幕、He-Ne激光器。
（1）将分光计的目镜镜筒取下，把He-Ne激光器及可调光阑安装在分光计上。
打开激光器，用可调光阑将激光束调整到可观测并且不刺眼的大小。
调整并固定激光器和可调光阑位置，使激光束通过载物台圆心正上方且与直径平行。
（2）在分光计一侧固定一支架，使支架下端垂直悬于载物台圆心上方，将量角器安装在支架下端，保证其可以沿着支架上下移动，并可在水平方向转动。
在分光计另一侧安装可标记反射和折射光路的光幕。
（3）将待测样品固定在载物台上，使其两个平行面垂直于载物台。
选取一平行面为入射面，并将入射面与载物台直径对齐。
再次调整转动激光器，使激光束可平行通过入射面。
（4）通过转动激光器调整入射角，找到待测样品的布儒斯特角即可进行测量计算。
3 实验步骤3.1 系统搭建完成后，打开分光计与He-Ne激光器。
待激光束稳定后，转动激光器，调整到激光束与待测物入射面平行时，记录下此时分光计两游标读数α1、α2。
玻璃布儒斯特角实验报告
玻璃布儒斯特角实验报告
《玻璃布儒斯特角实验报告》
玻璃布儒斯特角实验是一项重要的物理实验，它可以帮助我们更深入地理解光
的折射规律。
在这个实验中，我们使用玻璃布儒斯特角来研究光的折射现象，
并通过实验数据和分析得出结论。
实验中，我们首先准备了一块玻璃板和一束光源。
将玻璃板放置在光源前方，
然后调整光源的位置和角度，使得光线垂直射入玻璃板表面。
在这个过程中，
我们记录下光线射入和折射的角度，并且测量了玻璃的折射率。
通过实验数据的分析，我们发现玻璃布儒斯特角是一个特殊的角度，当光线以
这个角度射入玻璃板时，折射角为90度。
这意味着光线将沿着玻璃板表面传播，而不再折射进入玻璃板内部。
这个现象对于光的折射规律有着重要的意义，也
为我们理解光的传播提供了重要的实验依据。
通过玻璃布儒斯特角实验，我们不仅加深了对光的折射规律的理解，也学到了
如何通过实验来验证和应用物理定律。
这个实验对于物理学的教学和科研都具
有重要的意义，帮助我们更好地理解光的行为和性质。
总的来说，玻璃布儒斯特角实验是一项有趣而重要的物理实验，它帮助我们更
深入地理解光的折射规律，并为我们提供了实验数据和结论，为光的传播规律
提供了重要的实验依据。
希望通过这个实验，我们能够更好地理解光的行为和
性质，为物理学的发展和应用做出贡献。
西安理工大学物理作业14-光的波动性精编版
图14-1西安理工大学物理1414 光的波动性班号 学号 姓名 成绩一、选择题（在下列各题中，均给出了4个~6个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内）1. 单色光从空气射入水中，下列说法中正确的是：A ．波长变短，光速变慢；B ．波长不变，频率变大；C ．频率不变，光速不变；D ．波长不变，频率不变。
（A ） [知识点] 介质对光速、光波的影响。
[分析与题解] 光在真空中的频率为ν、波长为λ和光速为c 。
当单色光在水中传播时，由于光的频率只与光源有关，与介质无关，故频率是不变的；光速随介质的性质而变化，即光速n c u =，因此水中的光速将变慢；光波在介质中的波长也将变为nn c u n λννλ===，即介质中的波长会变短。
2. 在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹，若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面处放一反射镜M ，如图14-1所示。
此时：A. P 点处仍为明条纹；B. P 点处为暗条纹；C. 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹；D. 无干涉条纹。
（B ）[知识点] 干涉加强与减弱条件，半波损失。
[分析与题解] 屏幕E 上的P 点处原是明条纹，意味着缝光源S 1和S 2到P 点的相位差满足π2k =∆ϕ（或光程差2212λkP S P S =-=∆）；放反射镜M 后，由于从S 1直接发出的光和经M 镜反射的光在P 点的相遇，P 点仍会出现干涉现象，此时有MP S P S 12=，但由于ON图14-2反射光在M 镜反射时要发生半波损失，引起2λ的光程差，则从S 1发出的到P 点的两束光的光程差2)1(2211λλ+=+-=∆k P S MP S （或相位差)π12(+=∆k ϕ），满足干涉减弱条件，因此，P 点处会出现暗条纹。
3. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的，若两缝中心距离不变，而将其中一缝的宽度略变窄，则： A ．干涉条纹的间距变宽；B ．干涉条纹的间距变窄；C ．干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再是零；D ．不再发生干涉现象。
光学材料折射率的测定
光学材料折射率的测定光学材料的折射率是表征光在材料中传播性质的重要参数。
测定光学材料的折射率对于研究光在材料中的传播规律、设计光学器件以及探索光学性质具有重要的意义。
本文将从常见的测定方法、测定仪器以及测定误差等方面进行综述，以帮助读者更好地了解折射率的测定过程。
确定测定方法是测定折射率的首要问题。
根据测量原理不同，测定折射率的方法可以分为两大类：间接法和直接法。
间接法包括全反射法、布儒斯特角法、维尔法、二次电光效应法等，它们通过测量光在材料与外界的交接面上的反射、透射等现象来推断出折射率。
直接法则是直接测量光在材料中的传播速度，并由此计算出折射率。
直接法包括时间延迟法、激光干涉法、微傅里叶变换法等。
全反射法是测量折射率的一种常用方法。
该方法利用光在从高折射率介质进入低折射率介质时出现的全反射现象，通过改变入射角求得临界角，再由临界角与两个介质的折射率之间的关系式计算出所求折射率。
布儒斯特角法是测定液体的折射率常用的方法，通过改变入射角和旋转极偏光片，使反射光不出射，根据布儒斯特公式可以求得折射率。
维尔法是一种常用的测量固体材料折射率的方法，通过改变入射角度和旋转样品，利用维尔公式可计算出折射率。
测定仪器是测量折射率的关键工具。
常见的测定折射率的仪器有自准直仪、自准直液体折射计、塔巴法斯特液体折射计、交变电场测量仪等。
自准直仪是一种常见的测定液体折射率的仪器，其原理是利用两个垂直入射的光线在透明液体中的传播方式，通过测量这两束光线的折射角来计算折射率。
自准直液体折射计是一种通过比较不同液体折射率的仪器，可用于测量透明液体的折射率。
塔巴法斯特液体折射计是一种测量液体折射率的仪器，通过测量液体中的光线传播速度，计算折射率。
交变电场测量仪是一种测量非线性光学材料折射率的仪器，通过测量材料中的二次非线性极化效应，计算折射率。
玻璃 折射率
玻璃折射率
1 玻璃折射率是什么？
玻璃是一种广泛应用的材料，具有透明、硬度、密度和耐腐蚀等
优良特性。
其中一项最重要的性质是玻璃的折射率，它指的是光线从
空气或其他介质入射玻璃后的折射角与入射角的比值。
2 玻璃折射率的计算方法
玻璃折射率通常使用下列方程计算：n = sin(i) / sin(r)，其中
n表示折射率，i为入射角，r为折射角。
这个方程是根据斯涅尔定律
推导出来的，也称为折射定律。
3 玻璃折射率与折射角
折射率越高，入射光线会被更大角度地弯曲。
因此，当从低折射
率介质（如空气）射向高折射率介质时，光线会向法线（正交于表面）弯曲。
反之，当从高折射率介质射向低折射率介质时，光线会离开法
线偏移。
这种现象称为全反射。
4 玻璃折射率的影响因素
玻璃的折射率与其材质、密度、温度和波长等因素有关。
不同种
类的玻璃，或者相同种类的不同批次之间的折射率可能会有微小差异，但通常这些差异是可以忽略不计的。
5 玻璃折射率的应用领域
玻璃的折射率在光学器件、通信技术、太阳能、医疗和生物学等领域有着广泛的应用。
例如，在光纤通信中，光线在光纤中传输时需要被反复折射，折射率的高低甚至会影响数据传输速度和质量。
总之，玻璃折射率是描述光线在玻璃中传输和折射的重要参数，通常根据斯涅尔定律计算得出。
玻璃折射率不仅是基础科学研究的重要领域，也在日常生活和工业生产中发挥着不可或缺的作用。
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选择性实验：二十六利用布儒斯特定律
测量玻璃折射率
一、目的要求
利用光反射后的起偏振作用，应用布儒斯特定律测量平面玻璃对钠光的折射率。
实验要求达到：
1.认识光的偏振特性。
2.学会分光仪的调节方法。
3.理解和正确判断布儒斯特角的反射位置。
二、仪器设备
分光仪、平面反射镜（或棱镜）、检偏器、钠光灯。
三、参考书目
1.程守洙、江之永：《普通物理学》第三册（第三版），p.214－218。
2.杨之昌、王潜智、邱榴贞：《物理光学实验》上册，p.198－205。
3.R·M·惠特利、J·亚伍德：《伦敦工学院200个物理实验》，p.166－168。
4.李允中、潘维济：《基础光学实验》，p.107－114。
5.A·M·波蒂斯、H·D·杨：《大学物理实验》，p.219－224。
6.D·哈里德、R·瑞斯尼克：《物理学》第二卷第二册，p.577－579。
四、实验原理
光是电磁波，是横波。
凡振动仅限于光传播方向
平面内的一个固定方向，这种光称为偏振光。
一个原
子或分子在某一瞬间所发出的光（亦称波列）是偏振
光。
然而各原子或分子各自发出的光其振动方向各不
相同，因而它们的组合——自然光是非偏振的，且没
有一个振动方向占有优势。
实验证明，自然光在两种媒质的界面上反射或折
射时，发射光或折射光都将成为部分偏振光（即某一
振动方向上占优势）。
图1就是在空气与玻璃界面上
（MM’）自然光经反射和折射后光振动的变化情况。
图中黑点表示垂直纸面的振动方向，短线表示平行于
入射面的振动方向，它们的多寡反映了两个方向的强
弱。
从图中可以看到，自然光从空气入射到玻璃后，
反射光R 中垂直纸面的振动占优势，而折射光
R ’中平行入射面的振动占优势，它们都变成了部分偏
振光。
这一实验事实可用菲涅耳公式加以证知。
实验还发现，反射光和折射光的偏振化程度还与入射角i 密切相关。
布儒斯特（Brewster ）从实
验中确定，当入射角达到一个特定值时，
反射光R 将是完全偏振光（一切光振动方向均垂直于纸面）。
这个特定值就是布儒斯特定律：1
2tan n n i B 式中n 1是媒质1的相对折射率；n 2是媒质2的相
对折射率；为了纪念这位科学家的功绩，将
B i 称
为布儒斯特角（图2）。
本实验是在分光仪上进行测量，当分光仪的
望远镜上套上一个可以旋转的检偏器时，即可对
反射光R 进行偏振度的判别；当R 是部分偏振光
时，旋转检偏器可观察到部分消光现象；当入射
角B i i 时，旋转检偏器至某一位置将出现全消
光现象。
依据这一实验现象，可以确定布儒斯特角位置，它与入射光位置间构成角
，由图3可知：2
180B i 五、仪器的调整
由于布儒斯特角
B i 是在分光仪上测量的（实际上实验的直测量是
角），因此为保证测量的准确，必须要调整到使
B i （也是）所在的平面与分光仪的刻度盘平行。
为此，分光仪必须
具备下列条件：
1.
要有一束平行光入射到平面镜上。
2.
平面镜应与分光仪转轴平行。
3.确保望远镜能接收从平面镜上反射回来的平行光。
至于具体的调整原理、方法、步骤及判据，请实验者参阅《大学物理实验基础教程》附录六中的“十三、望远镜、测量显微镜的结构和调整”和“十四、分光仪”。
六、观察与思考
1. 从理论分析可知，当入射角
i 为B i 时，反射光R 为完全偏振光，实验应有全消光现象，但实
际情况是消光不完全，为什么？
2. 该实验对于布儒斯特角B i的判断不太准确，因为没有一个突变现象；有否措施使得测量尽量准确些？
3.试在平行光管的出射口套上一个检偏器，然后进行一系列的观察，可观察到一些什么现象？
七、测量提示
因本实验对布儒斯特角B i位置的判断不会太准确，所以测量数据可能比较分散，因此需要进行
多次测量（至少6次以上），每次测量时应重新判断消光位置。