偏振光现象的研究
光偏振现象的研究实验报告
光偏振现象的研究实验报告一、引言光偏振现象是指光波在传播过程中，振动方向只在一个平面内的现象。
光偏振现象的研究对于理解光学原理及其应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同偏振方向下透射光强度的变化，探究光偏振现象的基本原理及其应用。
二、实验原理1. 光偏振概念当一束光波在传播过程中，振动方向只在一个平面内时，称为偏振光。
如果此时所选平面与传播方向垂直，则称为线性偏振光。
2. 偏振片偏振片是一种能够选择或制造出特定偏振方向的器件。
常见的有各种材料制成的线性偏振片、四分之一波片和半波片等。
3. 马吕斯定律马吕斯定律指出：当线性偏振光通过另一个线性偏振片时，透射光强度与两者间夹角θ满足cos2θ关系。
4. 假设条件本实验中所涉及到的所有器件均为理想器件，忽略了实际器件的各种不完美因素。
三、实验装置1. He-Ne激光器2. 偏振片（线性偏振片、四分之一波片、半波片）3. 透镜4. 探测器四、实验步骤1. 将He-Ne激光器放置于台架上，开启电源，调节激光束方向，使其垂直于偏振片的传播方向。
2. 将线性偏振片插入激光束路径中，并旋转偏振片，观察透射光强度的变化。
3. 将四分之一波片插入激光束路径中，并旋转四分之一波片和线性偏振片，观察透射光强度的变化。
4. 将半波片插入激光束路径中，并旋转半波片和线性偏振片，观察透射光强度的变化。
5. 通过探测器测量不同角度下透射光强度，并记录数据。
五、实验结果与分析1. 线性偏振片当线性偏振片与激光束的偏振方向垂直时，透射光强度为0。
随着偏振片旋转，透射光强度呈现出cos2θ的变化规律，符合马吕斯定律。
2. 四分之一波片四分之一波片能够将线性偏振光转化为圆偏振光。
当线性偏振片与四分之一波片的快轴和慢轴夹角为45°时，透射光强度最大；当夹角为0°或90°时，透射光强度为0。
3. 半波片半波片能够将线性偏振光转化为相反方向的线性偏振光。
当线性偏振片与半波片的快轴和慢轴夹角为45°时，透射光强度最大；当夹角为0°或90°时，透射光强度为0。
光的偏振实验方法
光的偏振实验方法光的偏振是光学中的重要现象，它涉及到光的传播方向和振动方向的关系。
为了研究和观察光的偏振现象，科学家们开发了许多实验方法。
本文将介绍一些常用的光的偏振实验方法。
一、马吕斯交叉法马吕斯交叉法是一种简单而直观的光的偏振实验方法。
所需装置包括一个偏振镜和一对交叉的光栅。
实验步骤：1. 将光栅放置在光路中，使光通过光栅后形成一对交叉的图案。
2. 调整偏振镜的角度，观察图案的变化。
3. 当偏振镜与光栅之间的角度达到一定条件时，图案将呈现出清晰的波纹状。
通过观察图案的变化，我们可以判断光的偏振性质以及偏振方向。
二、尼古拉斯法尼古拉斯法是一种利用偏振片的实验方法，可以用来测量光的振动方向。
实验步骤：1. 准备一对偏振片，将它们的传递轴垂直放置。
2. 将待测光线通过第一个偏振片，使其只能通过一个方向的振动。
3. 调整第二个偏振片的角度，观察透过第二个偏振片的光的强度变化。
4. 当第二个偏振片的传递轴与第一个偏振片之间的夹角为90°时，光的强度将最小。
通过调整第二个偏振片的角度，我们可以确定光的振动方向。
三、双折射和波片法双折射和波片法是一种通过使用双折射晶体和波片来产生和分析偏振光的实验方法。
实验步骤：1. 使用双折射晶体（如方解石）产生偏振光。
2. 将产生的偏振光通过波片（如四分之一波片或半波片）进行调整。
3. 观察光的传播方向和振动方向的变化，使用适当的检测器记录实验结果。
通过对偏振光的产生、调整和分析，我们可以研究光的偏振现象和性质。
总结：光的偏振实验方法有很多种，其中马吕斯交叉法、尼古拉斯法和双折射和波片法是常用的实验手段。
通过这些实验方法，科学家们能够观察和研究光的偏振现象，从而深入理解光的性质和行为。
对于光学研究和实际应用而言，光的偏振实验方法具有重要的意义。
注：本文介绍的实验方法仅为举例，实际实验操作应根据具体情况和实验要求进行调整。
偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告偏振光的研究实验报告引言：偏振光是指光波中电场矢量在空间中的振动方向固定的光。
它在光学领域有着广泛的应用，包括材料的表征、光学器件的设计和光通信等。
本实验旨在通过研究偏振光的性质和特点，探索其在实际应用中的潜力。
实验一：偏振片的特性在实验中，我们首先使用了一块偏振片。
偏振片是一种能够选择性地通过特定方向偏振光的光学器件。
我们将偏振片放置在光源前方，并逐渐旋转它。
观察到当光通过偏振片时，光强度会随着旋转角度的变化而发生明显的变化。
这说明偏振片能够选择性地通过特定方向的偏振光。
实验二：马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述光的偏振现象的基本定律之一。
它表明，当一束偏振光通过一个偏振片时，出射光的偏振方向与入射光的偏振方向之间的夹角保持不变。
我们使用了两块偏振片，并将它们叠加在一起。
通过旋转第二块偏振片，我们观察到光的强度随着旋转角度的变化而发生周期性的变化。
这一结果验证了马吕斯定律的正确性。
实验三：偏振光的干涉在实验中，我们使用了一束激光器发出的偏振光，并将其分成两束，分别通过两个不同的光程。
然后，我们将两束光重新合并在一起。
通过调节两束光的光程差，我们观察到干涉现象。
当光程差等于整数倍的波长时，干涉现象最为明显。
这一实验结果说明了偏振光的干涉现象是由于光的相位差引起的。
实验四：偏振光的旋光性质偏振光的旋光性质是指光在通过旋光物质时，偏振方向会发生旋转的现象。
我们使用了一块旋光片，并将它放置在光源前方。
通过观察光通过旋光片后的偏振方向，我们发现光的偏振方向确实发生了旋转。
这一实验结果验证了偏振光的旋光性质。
结论：通过以上实验，我们对偏振光的性质和特点有了更深入的了解。
偏振光的研究不仅有助于我们理解光的本质，还在许多实际应用中发挥着重要作用。
例如，在材料的表征中，偏振光可以用来分析材料的结构和性质。
在光学器件的设计中，偏振光可以用来控制光的传输和调制。
在光通信中，偏振光可以用来提高信号传输的可靠性和速率。
偏振光实验报告
偏振光实验报告
本次实验是一项关于偏振光的研究。
偏振光是指在垂直于光传播方向上的电场振动方向只有一个方向的光波。
本实验主要从两个方面来研究偏振光：一是光的偏振现象，二是光的旋光现象。
一、光的偏振现象
我们首先进行的是偏振片实验。
偏振片是一种具有特殊的光学性质的物质，能将不同方向的光进行筛选，从而使得只有同一方向的光通过。
我们使用的是经典的红色偏振片，可以将水平方向上的光进行拦截，从而只留下垂直方向上的光通过。
实验中，我们将偏振片放置在无光的状态下，随后将偏振片转动，可以发现当偏振片的传播方向与光的传播方向垂直时，光线通过的亮度很低，而当二者同方向时，光线通过的亮度则很高。
这就证明了偏振片筛选的光线是具有明显的偏振性质的。
二、光的旋光现象
旋光是指光在经过某些物质之后，偏振方向发生了旋转。
本实验中，我们使用了糖水作为实验样品，这是因为糖水中的葡萄糖分子可以使得光的偏振面发生旋转。
在实验中，我们首先在相应的长度的测量管中加入糖水，然后将两块偏振片放在糖水流经的位置。
接着，我们可以发现当两块偏振片的传播方向不同时，糖水流经后的光线出现了偏振方向的旋转，从而两块偏振片之间的亮度会发生变化。
我们可以利用这种变化来计算出糖水中葡萄糖分子的旋光程度。
结论
通过本次实验，我们深入了解了光的偏振现象和旋光现象。
在实际应用中，偏振光广泛地应用于显示器、激光器等光学领域，而旋光则在食品工业、医药领域等具有重要的应用。
通过对于这些光学现象的深入研究，我们将有更多的机会深入应用到实际问题中，为人类社会的进步做出更大的贡献。
光的偏振实验了解光的偏振现象
光的偏振实验了解光的偏振现象光的偏振现象是光波在传播过程中振动方向的定义。
通常，光的波动是沿着垂直于传播方向的所有方向均匀地振动。
然而，在某些情况下，光的振动方向可以被约束在一个特定的方向上，这就是光的偏振现象。
为了进一步了解光的偏振现象，我们可以进行实验来观察和研究光的偏振行为。
以下将介绍几种常见的光的偏振实验方法。
一、马吕斯法马吕斯法是最早用来研究光的偏振的实验方法之一。
该方法利用偏光镜和分析片的组合，可以将线偏振光转换成圆偏振光或者反之。
通过调节偏光镜和分析片的相对角度，我们可以观察到转换前后光的强度的变化，从而研究光的偏振现象。
二、振动起偏器法振动起偏器法是通过使用起偏器和分析器来观察光的偏振现象。
起偏器是一个偏振镜，可以限制光只能在一个特定方向上振动。
当通过起偏器的偏振光再经过分析器时，根据分析器的角度调节，我们可以观察到光的强度的变化，从而探究光的偏振特性。
三、双折射现象双折射是光线通过一些特殊的材料时产生的光的偏振现象。
常见的双折射材料包括石英晶体和冰晶石等。
通过将光线通过这些材料，我们可以观察到光线被分成两束具有不同振动方向的光线，这种现象被称为光的双折射。
通过测量这两束光线的振动方向,可以研究光的偏振现象。
四、干涉法干涉法是一种通过干涉现象来研究光的偏振特性的方法。
通过使用光路调节器和干涉仪，我们可以观察到在特定条件下，不同偏振方向的光线在干涉仪中产生干涉条纹。
通过分析和测量这些干涉条纹，可以获得有关光的偏振性质的有用信息。
通过以上的实验方法，我们可以更加深入地了解光的偏振现象。
这些实验方法不仅帮助我们理解光的振动方式，还在许多领域中有着重要的应用，如光学通信、显微镜下的观察等。
总结光的偏振现象是光学中非常重要的一个概念。
通过实验方法，我们可以对光的偏振行为有更深入的认识。
马吕斯法、振动起偏器法、双折射现象和干涉法是常用的实验方法，它们各自从不同的角度帮助我们理解光的偏振现象。
偏振光的研究_实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振性质的认识。
2. 学习并掌握偏振光的产生、传播、检测和调控方法。
3. 理解马吕斯定律及其在实际应用中的意义。
4. 掌握使用偏振片、波片等光学元件进行偏振光实验的基本技能。
二、实验原理1. 光的偏振性质：光是一种电磁波，具有横波性质。
在光的传播过程中，光矢量的振动方向相对于传播方向可以保持不变（线偏振光）、绕传播方向旋转（圆偏振光）或呈现椭圆轨迹（椭圆偏振光）。
2. 偏振光的产生：自然光通过偏振片后，可以产生线偏振光。
当自然光入射到某些光学各向异性介质（如偏振片、波片等）时，由于不同方向的光矢量分量在介质中的折射率不同，从而导致光矢量振动方向发生偏转，形成偏振光。
3. 马吕斯定律：当一束完全线偏振光通过一个偏振片时，透射光的光强与入射光的光强和偏振片透振方向与入射光光矢量振动方向的夹角θ之间的关系为：\( I = I_0 \cdot \cos^2\theta \)，其中\( I \)为透射光的光强，\( I_0 \)为入射光的光强。
三、实验仪器与设备1. 自然光源（如激光器）2. 偏振片（两块）3. 波片（1/4波片、1/2波片）4. 光具座5. 光屏6. 光电探测器7. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 观察线偏振光：将自然光源发出的光通过偏振片，观察光屏上的光斑。
然后逐渐旋转偏振片，观察光斑的变化，验证马吕斯定律。
2. 观察圆偏振光：将1/4波片放置在偏振片和光屏之间，使1/4波片的光轴与偏振片的透振方向夹角为45°。
观察光屏上的光斑，验证圆偏振光的产生。
3. 观察椭圆偏振光：将1/4波片的光轴与偏振片的透振方向夹角调整为22.5°，观察光屏上的光斑，验证椭圆偏振光的产生。
4. 测量偏振片透振方向：利用光电探测器测量偏振片的透振方向，并与理论计算值进行比较。
5. 分析实验数据：使用数据采集与分析软件对实验数据进行处理，分析偏振光的特性，验证实验原理。
偏振光现象的研究实验报告
偏振光现象的研究实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和分析偏振光现象，深入理解光的偏振性质，掌握偏振片和检偏器的使用方法，并学会分析和解释实验数据。
二、实验原理偏振光是一种特殊的光线，其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
自然光在不受外力作用的环境中产生，其光波的振动方向是随机的，既有水平方向的振动，也有垂直方向的振动。
而偏振光则只有在一个特定方向上存在振动。
三、实验步骤1. 准备实验器材：光源、偏振片、检偏器、屏幕、测量尺、坐标纸。
2. 打开光源，使光线通过偏振片，观察光线的变化。
3. 旋转偏振片，观察光强的变化，找到使光强最弱的偏振角度。
4. 将检偏器旋转至与偏振片相同的偏振角度，观察光强的变化。
5. 记录实验数据，绘制光强与偏振角度的关系图。
6. 分析实验结果，得出结论。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们观察到当自然光通过偏振片后，光线变为偏振光，其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
旋转偏振片时，光强会发生变化，当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时，光强达到最小值。
记录实验数据并绘制了光强与偏振角度的关系图。
2. 结果分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：（1）自然光通过偏振片后，变为偏振光，其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动。
这说明偏振片具有使光线偏振的作用。
（2）旋转偏振片时，光强发生变化，当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时，光强达到最小值。
这说明检偏器具有检测偏振光的作用，当检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向一致时，透射的光强最小。
（3）根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出，当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时，光强最小，此时两者之间的夹角为90度。
这说明检偏器的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时，透射的光强最大。
五、结论总结本实验通过观察和分析偏振光现象，深入理解了光的偏振性质。
实验结果表明，自然光通过偏振片后变为偏振光，其电矢量或磁矢量在某一固定方向上振动；旋转偏振片时，光强发生变化，当偏振片的偏振方向与检偏器的偏振方向一致时，光强达到最小值；根据实验数据绘制的光强与偏振角度的关系图可以看出，当两者之间的夹角为90度时，透射的光强最大。
光的偏振现象的实验研究
光的偏振现象的实验研究摘要：本文从理论上介绍了自然光、线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等的概念；以及产生、鉴别这几种偏振光的方法；介绍了1/2，1/4玻片的定义和1/2，1/4玻片的光学特性；以及研究1/2，1/4玻片光学特性实验过程，实验结果和实验现象分析。
然后由实验验证马吕斯定律，以及测反射光为线偏振光时的入射角，即测量布儒斯特角。
关键词：波片；马吕斯定律；布儒斯特角；分析引言偏振是横波的重要标志，光波属于横波。
在光学学习过程中，干涉、衍射、偏振都是波动光学的主要内容。
本文将从理论和实验两方面对光偏振问题做出分析，主要内容包括：用实验来研究波片的光学性质，对马吕斯定律的验证以及布儒斯特角的测量。
以光偏振在日常生活中的应用结尾，理论与实践相结合，加深对光的偏振现象的理解，拓宽对光学领域的认识。
1光偏振现象的基本理论1.1偏振的基本概念光是一种电磁波,电磁波是横波。
光波是电磁波,因此,光波的传播方向就是电磁波的传播方向。
光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。
而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。
振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志,只有横波才有偏振现象。
具有偏振性的光则称为偏振光。
偏振光是指光矢量的振动方向不变，或具有某种规则地变化的光波。
按照其性质,偏振光又可分为平面偏振光（线偏振光）、圆偏振光和椭圆偏振光、部分偏振光几种。
如果光波电矢量的振动方向只局限在一确定的平面内，则这种偏振光称为平面偏振光，若轨迹在传播过程中为一直线，故又称线偏振光。
如果光波电矢量随时间作有规则地改变，即电矢量末端轨迹在垂直于传播方向的平面上呈圆形或椭圆形,则称为圆偏振光或椭圆偏振光。
如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势,这种偏振光就称为部分偏振光。
偏振光特性的研究实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除偏振光特性的研究实验报告篇一：偏振光的研究实验报告偏振光的研究班级：物理实验班21学号：2120909006姓名：黄忠政光的偏振现象是波动光学的一种重要现象，它的发现证实了光是横波，即光的振动垂直于它的传播方向。
光的偏振性质在光学计量、光弹技术、薄膜技术等领域有着重要的应用。
一．实验目的：1.了解产生和检验偏振光的原理和方法；2.了解各种偏振片和波片的作用。
二．实验装置；计算机，格兰陵镜，1/2、1/4波片，调节支架，光电接系统，激光器。
三．实验原理：1.偏振光的概念和基本规律（1）偏振光的种类光波是一种电磁波，根据电磁学理论，光波的矢量e、磁矢量h和光的传播方向三者相互垂直，所以光是横波。
通常人们用电矢量e代表光的振动方向，而电矢量e和光的传播方向所构成的平面称为光波的振动面。
普通光源发出的光是由大量原子或分子的自发辐射所产生的，它们所发射的光的电矢量在各个方向振动的几率相同，称为自然光。
电矢量的振动方向始终沿某一确定方向的光，称为线偏振光或平面偏振光。
若电矢量在各个方向都振动，但在某个固定方向占绝对优势，这种光称为部分偏振光，电矢量的末端在垂直于光传播方向的任一平面内做椭圆（或圆）运动的光，称为椭圆（或圆）偏振光。
各种偏振光的电矢量e如图1所示，注意光的传播方向垂直于纸面。
（2）偏振光、波片和偏振光的产生通常的光源都是自然光，研究光的偏振性质，必须采用一些物理方法将自然光变成偏振光，这一转变过程称为起偏，获得线偏振光的器件称为起偏器。
线偏振光可用人造偏振片获得，如：某些有机化合物晶体具有二向色性，用这些材料制成的偏振片，能吸收某一方向振动的光，与此方向垂直振动的光则能通过，从而产生线偏振光；还可以利用光的反射和折射起偏的平行玻璃片堆；利用晶体的双折射特性起偏的尼科尔棱镜等。
椭圆偏振光、圆偏振光可用波片来产生，将双折射晶体割成光轴与表面平行的晶片，就制成波片了。
当波长为λ线偏振光垂直入射到厚度为d波片时，线偏振光在此波片中分成o光和e光，二者的电矢量e分别垂直于和平行于光轴，它们的传播方向相同，但在波片中的传播速度v0、ve却不同。
光的偏振现象的解释与实验
光的偏振现象的解释与实验光的偏振现象是光学中重要的研究内容之一。
它关注光波在传播过程中振动方向的变化。
具体而言，光的偏振是指光波中电场矢量的方向，在特定的空间位置和时间上发生改变的现象。
在本文中，将详细介绍光的偏振现象的解释以及通过实验来观察和验证这一现象。
一、光的偏振现象的解释光的偏振现象可以通过光的电磁性质来解释。
根据麦克斯韦方程组，光波是由电场和磁场交替变化而形成的。
而在偏振现象中，我们主要关注光波的电场矢量的方向变化。
光波会沿着一定的传播方向传播，而其电场矢量可以振动的方向却不是随意的，在某些情况下会有特定的取向。
这种特定的电场矢量振动方向就是偏振态。
根据光波的振动方向，可以将光分为线偏振光、圆偏振光和无偏振光等。
线偏振光是指电场矢量沿着一条直线方向振动的光。
可以通过特定的装置，例如偏振片，来筛选出线偏振光。
圆偏振光是指电场矢量在传播过程中呈现出旋转的方式。
无偏振光则是电场矢量在各个方向均匀分布的光。
二、实验观察光的偏振现象要观察和验证光的偏振现象，我们可以进行光的偏振实验。
下面介绍两种常见的实验方法。
1. 马吕斯交叉实验马吕斯交叉实验是一种常见的观察光的偏振现象的实验方法。
它利用了两个偏振片的相对方向和角度来筛选线偏振光。
具体实验步骤如下：首先，将两个偏振片（偏振片A和偏振片B）相互垂直放置。
然后，将偏振片A对准光源，使光通过偏振片A后成为线偏振光。
接着，将偏振片B放置在观察屏幕上方。
当两个偏振片的方向相同时，即平行放置，可以观察到明亮的光斑。
当两个偏振片的方向垂直时，即交叉放置，可以观察到暗淡的光斑。
这一实验结果表明，当两个偏振片的方向一致时，光可以通过；当两个偏振片的方向垂直时，光无法通过。
从而验证了光的偏振现象存在。
2. 旋转偏振片实验旋转偏振片实验也是一种常用的方法来观察和验证光的偏振现象。
这种方法通过改变偏振片的旋转角度，来观察光的透过程度的变化。
具体实验步骤如下：首先，准备一个光源和一个偏振片。
光的偏振研究实验报告
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的波动性质的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，了解其工作原理。
4. 验证马吕斯定律，研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。
二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。
自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振光可以通过以下几种方法产生：1. 利用起偏器（如偏振片）将自然光变为线偏振光。
2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。
3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。
检验偏振光的方法有：1. 利用检偏器（如偏振片）观察光强变化。
2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。
马吕斯定律指出，当完全线偏振光通过检偏器时，光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为：I = I0 cos²θ。
三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上，调整光路，使激光束通过偏振片后成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，观察光强变化，记录数据。
3. 将1/4波片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
4. 将线偏振光通过第二个偏振片，观察光强变化，记录数据。
5. 将第二个偏振片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
6. 根据记录的数据，验证马吕斯定律。
五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光强发生变化，说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。
2. 当1/4波片旋转一定角度时，光强也随之变化，说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。
实验解析：偏振光现象的科学探究
实验解析：偏振光现象的科学探究一、偏振光的基本概念偏振光，是指光波中振动方向在一个特定平面内的光。
与之相对的是非偏振光，其振动方向在各个平面都有。
自然界中的太阳光是一种非偏振光，而经过某些物质的折射或反射后，光波的振动方向会被限制在特定平面内，从而转变为偏振光。
偏振光具有许多独特的性质，如光强度、相位和偏振方向等。
其中，偏振方向是偏振光最基本的特性。
在实验中，我们通常使用偏振片来观察和控制光的偏振状态。
二、实验过程1. 将激光器发出的光通过偏振片，得到偏振光。
2. 将偏振光投射到半透半反镜上，观察光的反射和透射情况。
3. 改变偏振片的偏振方向，观察光的反射和透射情况的变化。
4. 利用光具座和光屏，测量不同偏振方向下光强的变化。
三、实验结果与解析1. 实验现象：当偏振片的偏振方向与半透半反镜的偏振方向平行时，光的反射强度较大，透射强度较小；当偏振片的偏振方向与半透半反镜的偏振方向垂直时，光的反射强度较小，透射强度较大。
解析：这是因为偏振光具有筛选性质，只有与偏振方向平行的光波才能在半透半反镜上发生较强的反射，而与偏振方向垂直的光波则被大量透射。
2. 实验现象：改变偏振片的偏振方向，光的反射和透射强度发生相应变化。
解析：这是因为偏振片的偏振方向改变了光波的振动方向，从而影响了光在半透半反镜上的反射和透射情况。
3. 实验现象：不同偏振方向下，光强的变化呈现出规律性。
解析：这表明偏振光具有明显的偏振特性，光强与偏振方向之间存在一定的关系。
通过本次实验，我们对偏振光现象有了更深入的了解。
实验结果表明，偏振光具有筛选性质，只有与偏振方向平行的光波才能在半透半反镜上发生较强的反射，而与偏振方向垂直的光波则被大量透射。
偏振光的偏振方向与光强之间存在一定的关系。
这些发现为偏振光的研究提供了有力的实验依据，有望为光学领域的发展带来新的突破。
偏振光的观察与研究实验报告数据(精选10篇)
偏振光的观察与研究实验报告数据偏振光指的是只在一个平面上振动的光，它的传播方式与普通光有所不同。
由于其具有特殊的偏振状态，因此可以在各个领域中发挥重要作用。
在本次实验中，我们对偏振光的观察与研究进行了探究。
一、实验目的1. 学习偏振光的概念及其传播方式。
2. 观察线偏振器和波片对偏振光的影响。
3. 研究偏振光的干涉现象。
二、实验仪器及材料1. 两个偏光片2. 一块玻璃板3. 一块亚克力板4. 一束激光光源5. 一个手机屏幕三、实验步骤1. 将一块玻璃板和一块亚克力板插入两个偏光片之间，调整偏光片的方向，观察得到的光的强度变化。
2. 将一个偏光片放置在激光器前，记录得到的光的强度值，并将其称为“I”。
然后将另一个偏光片放在激光光路中，并逐渐旋转它的方向。
记录得到的光的强度值，并将其称为“T”。
3. 将一个手机屏幕放置在两个偏光片之间，逐渐旋转其中一个偏光片的方向。
观察手机屏幕的显示情况。
4. 在两个偏光片之间插入一块玻璃板，然后将其中一个偏光片旋转一定的角度，并记录得到光的强度值。
四、实验结果1. 调整偏光片的方向之后，得到的光的强度会发生变化，实验表明，当两个偏光片的方向垂直时，通过的光线最弱，当两个偏光片的方向相同时，通过光线最强。
2. 在实验过程中，我们发现，当两个偏光片的方向偏离90度时，通过的光线几乎消失。
这说明当光的振动方向被偏振后，只有振动方向与偏振方向一致的光才能通过。
3. 在手机屏幕的观察实验中，我们发现当两个偏光片的方向相同时，手机屏幕显示为亮屏，而当两个偏光片的方向垂直时，手机屏幕显示为黑屏。
这说明手机屏幕与偏振光的作用原理是相似的。
4. 在偏振光的干涉实验中，我们发现，在通过玻璃板的偏振光中，存在两个方向的振动状态，这两个方向的振动状态会互相干涉，导致光线强度的变化。
五、实验结论本次实验通过观察偏振光的传播方式，观察了线偏振器和波片对偏振光的影响，以及研究了偏振光的干涉现象。
偏振光研究报告实验报告
偏振光研究报告实验报告偏振光研究报告一、实验目的本实验旨在研究偏振光的特性，通过观察和分析偏振光的干涉现象，验证光的偏振原理，并探讨其在光学领域中的应用。
二、实验原理偏振光是光的一种特殊状态，其电矢量在传播方向上具有一定的振动方向。
偏振光的干涉是利用两个或多个偏振光的叠加产生相干光，通过观察干涉现象可以研究偏振光的性质。
本实验将通过偏振光干涉实验来验证光的偏振原理。
三、实验步骤1.准备实验器材：偏振片、起偏器、检偏器、光源、光导纤维、屏幕等。
2.将光源、偏振片、起偏器、检偏器按照一定顺序连接起来，确保光路畅通。
3.打开光源，调整偏振片和起偏器的角度，观察干涉现象。
4.分别改变偏振片和检偏器的角度，观察干涉现象的变化。
5.利用光导纤维将光引入屏幕，记录干涉条纹的形状和分布。
6.分析实验数据，得出结论。
四、实验结果与分析1.实验结果在实验中，我们观察到了明显的干涉现象。
当偏振片和检偏器的角度合适时，屏幕上呈现清晰的干涉条纹。
随着偏振片和检偏器角度的变化，干涉条纹的形状和分布也发生了明显的变化。
通过光导纤维的引导，我们成功地将光引入屏幕，并记录下了干涉条纹的形状和分布。
2.结果分析通过实验结果可以看出，偏振光的干涉现象是真实存在的。
当两个偏振光的振动方向相互垂直时，它们将产生相互干扰的现象，导致屏幕上出现明暗相间的条纹。
这些条纹的形状和分布取决于偏振片和检偏器的相对角度以及光的波长等因素。
此外，我们还发现偏振光的干涉在光学领域中具有重要的应用价值。
例如，通过测量干涉条纹的形状和分布，我们可以推断出光的偏振状态和传播方向等信息。
此外，利用偏振光的干涉还可以实现光学加密和图像处理等功能。
五、结论本实验通过观察和分析偏振光的干涉现象，验证了光的偏振原理。
实验结果表明，偏振光的干涉是一种有效的光学现象，可以用于研究光的性质和光学信号处理等领域。
在未来的研究中，我们可以进一步探讨偏振光的干涉机制以及其在光学领域中的应用前景。
如何设计光学实验以研究光的偏振现象？
如何设计光学实验以研究光的偏振现象？在光学领域中，光的偏振现象是一个重要的研究课题。
通过设计合适的实验，我们能够更深入地理解光的偏振特性及其应用。
接下来，让我们一起探讨如何设计这样的光学实验。
首先，我们需要明确实验的目的。
研究光的偏振现象，主要是为了了解光的振动方向特性、偏振态的变化以及偏振光在不同介质中的传播规律等。
基于这些目的，我们可以开始规划实验的基本框架。
实验器材的选择至关重要。
我们需要准备光源，例如激光笔，它能提供较强且方向性好的光束。
还需要偏振片，这是实现光偏振控制的关键元件。
此外，光屏用于观察光的分布，以及一些测量角度的工具，如量角器。
在实验装置的搭建上，我们可以让激光笔发出的光垂直照射在第一个偏振片上，这个偏振片称为起偏器。
经过起偏器后的光就成为了偏振光。
然后，在起偏器后面放置第二个偏振片，称为检偏器。
通过旋转检偏器，观察光屏上光强的变化。
在进行实验操作时，先固定起偏器的方向，然后缓慢旋转检偏器。
我们会发现，当检偏器的偏振方向与起偏器的偏振方向平行时，光屏上的光强最强；当两者的偏振方向垂直时，光强最弱，甚至完全消失。
这一现象直观地展示了光的偏振特性。
为了更深入地研究，我们可以改变起偏器和检偏器之间的夹角，测量不同角度下光屏上的光强，并记录数据。
通过分析这些数据，可以得出光强与偏振角度之间的关系，进一步验证马吕斯定律。
除了上述简单的实验装置，我们还可以设计更复杂的实验来研究光在不同介质中的偏振现象。
比如，让偏振光通过各种晶体，如方解石晶体。
观察偏振光在晶体中的双折射现象，以及出射光的偏振态变化。
在实验过程中，要注意控制实验环境。
避免周围环境中的杂散光对实验结果产生干扰。
同时，要确保实验器材的摆放稳定，测量角度的准确性。
另外，我们可以拓展实验内容，研究偏振光在反射和折射时的偏振特性。
让偏振光以不同的角度入射到透明介质表面，观察反射光和折射光的偏振态变化。
通过测量和分析数据，总结出光在反射和折射时偏振态的变化规律。
光的偏振实验
光的偏振实验光的偏振是指光波在传播过程中的振动方向。
对于自然光而言，它是沿着各个方向振动的，而偏振光则是只在一个特定方向振动的光。
光的偏振实验是通过一系列实验手段来研究光的偏振性质和行为的。
本文将介绍几种经典的光的偏振实验方法。
一、马吕斯定律实验马吕斯定律是用来描述光的反射和折射时的偏振现象的。
通过马吕斯定律实验，我们可以观察到光在介质表面反射时的偏振现象。
实验方法：1. 准备一束线偏振光，可以通过偏振片过滤自然光来获取。
2. 将偏振片放置在介质表面，使其与表面成一定的夹角。
3. 观察反射光的偏振情况，可以通过另一块偏振片来判断其偏振方向。
实验结果：根据马吕斯定律，当入射角等于特定角度时，反射光是完全偏振的。
此时偏振片与介质表面垂直的方向与反射光偏振方向平行，而与介质表面平行的方向则与反射光偏振方向垂直。
二、尼古拉斯实验尼古拉斯实验是用来观察光的偏振方向随着材料的旋转而发生变化的实验。
通过尼古拉斯实验，我们可以确定材料的双折射性质以及对光的偏振方向的影响。
实验方法：1. 准备一束线偏振光，可以通过偏振片过滤自然光来获取。
2. 将光通过一个双轴晶体，如石英晶体。
3. 旋转晶体，并观察通过晶体后的光的偏振方向。
实验结果：当晶体的主轴方向与偏振光的偏振方向平行时，通过晶体的光仍然是线偏振的。
但当晶体旋转时，通过晶体的光的偏振方向会随之发生改变。
三、菲涅尔法实验菲涅尔法实验是一种经典的观察光的偏振干涉现象的实验。
通过菲涅尔法实验，我们可以观察到光在通过偏振片和波片时的干涉现象。
实验方法：1. 准备一束线偏振光，并通过一个偏振片使其只能通过一个特定方向的偏振光。
2. 用波片将入射光转化为圆偏振光。
3. 再次通过一个偏振片，观察通过偏振片和波片后的干涉现象。
实验结果：当通过偏振片和波片的光具有相同的偏振方向时，两束光合成的光会产生干涉现象。
干涉条纹的间距和样貌会受到波片的厚度和入射光的偏振方向影响。
结论：光的偏振实验是研究光的偏振性质和行为的重要手段之一。
大学物理实验-偏振光的研究
实验32 偏振光的研究1808年，马吕斯（E. L. Malus,1775～1812）发现了光的偏振现象，通过对偏振现象的深入研究，人们充分地认识了光的本质--光波是横波．为了更好地认识和利用光的偏振性，各种偏振光元件、偏振光仪器应运而生．偏振光的应用技术也日益发展，在各个领域都得到广泛应用．【实验内容】1.观察光的偏振现象，掌握利用偏振器来调节光强度的方法.2.了解产生和检验偏振光的原理与方法，鉴别光的不同偏振状态.3.设计实验来测量玻璃堆的玻璃折射率，利用反射起偏测出布儒斯特角.4.了解和观察偏振光的干涉现象【可供选择的仪器】计算机与操作控制软件，格兰傅科棱镜，λ/2波片，λ/4波片，玻璃堆，由步进电机控制的调节架，光电接收系统，H e－N e激光器．【实验原理】光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，光的偏振特性进一步证明了光是横波．光的偏振现象在工业和生活中的应用广泛，因此同学们需要理解光的偏振性质，掌握偏振光检测方法。
1.光的偏振态从垂直于光传播方向的平面上观察，光矢量变化遵从不同的规律，根据这些规律，可以把光分成偏振光、自然光和部分偏振光三种．在垂直于光传播方向的平面上，光矢量的端点随时间变化如果是有规律的，则称其为完全偏振光．完全偏振光包含线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光．光矢量端点的轨迹是一直线的，称为线偏振光；光矢量端点的轨迹是椭圆的称为椭圆偏振光；光矢量端点的轨迹是圆的称为圆偏振光．根据振动的合成原理，线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光均可以等效为振动方向相互垂直、相互关联的两个线偏振光，并且这两个线偏振光需要具有相同的传播方向和频率，两者有确定的相位差．普通光源直接发出的光是自然光．由于原子（或分子）发光具有随机性和间断性，不同原子（或分子）在同一时刻和同一原子（或分子）在不同时刻的发光都是不相干的．普通光源包含大量原子（或分子），这些原子（或分子）发出光的偏振方向、初相位都是随机的，因此发出的光波是不相干的. 值得注意的是对于自然光，由于自然光沿着不同方向振动的各光矢量的振幅和相位都是随机的，所以自然光可以等效成振幅相等，振动方向相互垂直，互不相关的两个线偏振光．部分偏振光可以看作是自然光和偏振光的叠加．2.双折射晶体一束光入射到晶体界面时会发生折射. 在某些晶体中，折射光会分成两束，这就是晶体的双折射现象．这两束折射光中，一束光遵守折射定律称为寻常光，简称o 光．另一束光则不遵守折射定律称为非常光，简称e 光. o 光的传播速率各向同性，e 光的传播速率与传播方向有关，o 光和e 光都是线偏振光．在双折射晶体内部，存在某个特殊的方向，当光沿着该方向传播的时侯，不发生双折射，这个方向被称为该晶体的光轴．沿着光轴方向，o 光和e 光传播速度相同；垂直于光轴方向，o 光和e 光传播速度差异最大．按照光轴的数目不同，可以把双折射晶体分为单轴晶体和双轴晶体．单轴晶体如方解石、冰洲石、石英；双轴晶体如云母、黄玉. 本实验中采用的是单轴晶体．必须注意，只有在晶体内部才有o 光、e 光之分，光线射出晶体之后都称为线偏振光．3. 偏振器获得偏振光的途径很多. 当光在介质的界面上发生反射时，可以获得部分偏振光；满足特定条件时，可以获得线偏振光．如地球大气中的微粒、水分子等对阳光的散射，会形成线偏振光和部分偏振光．在实际工作中，常采用专门的偏振器来获得线偏振光．偏振片是一种可以使入射光通过后变成线偏振光的光学薄膜，它能够吸收某一振动方向的光而透过与此垂直方向振动的光．偏振片允许光矢量透过的方向，称为偏振化方向或者透光方向．按实际应用时所起作用的不同，可以把偏振片分为起偏器和检偏器．用来产生偏振光的叫做起偏器，用来检验偏振光的则叫做检偏器．图32-1给出了线偏振光的产生与检测原理示意图．双折射晶体可以把一束光分解成o 光和e 光，o 光和e 光都是线偏振光．利用这一特性，也可以利用双折射晶体制作偏振器．格兰棱镜，全称为格兰·泰勒棱镜，就是由两块冰洲石单轴晶体的直角棱镜组成偏振器．两块冰洲石的中间斜面为空气隙．光轴与入射端界面平行．自然光垂直入射的时候，在第一个直角棱镜内，o 光和e 光传播方向相同但速度不同，在两个直角棱镜斜面处，e 光传播方向不变，o 光将发生全反射．若将棱镜侧面出射的o 光吸收掉，则仅留下沿原入射方向传播的e 光，则此格兰棱镜可以作为起偏器，当然也可以用作检偏器．图32-2给出了格兰棱镜的光路图． 32-2 格兰棱镜I 0 I 1 I 2图32-1 线偏振光的产生与检测 起偏器 检偏器 偏振化方向4. 波片波片，也称作相位延迟片，是由双折射晶体做成，是从单轴晶体中切割下来的平面平行板，其表面平行于光轴．如图32-3所示．当一束单色平行自然光正入射（垂直于晶体光轴）到波片上时，光在晶体内部便分解为o 光和e 光．由于入射光垂直于光轴入射，o 光和e 光传播方向相同，但是传播速度不同，它们通过厚度确定的波片时的光程也就不同． 设波晶片的厚度为d ，则两束光通过晶片后，有相位差2)o e n n d πδλ=-（ (32-1) 式中λ为光波在真空中的波长．单色线偏振光垂直入射到波片内，分解为o 光和e 光，o 光和e 光在入射界面相位差为0，经过厚度确定的波片后两者产生一附加相位差δ．离开波片时两者又合二为一，合成光的性质取决于δ及入射光的性质．(1) 当δ= 2k π时 , 则光程差 ( n o - n e ) d = k λ，即这样的晶片厚度可使o 光和e 光的光程差等于k λ，称为全波片(λ波片)．其o 光和e 光的合振动为线偏振光，其光矢量的方向与入射光光矢量的方向相同．(2) 当δ= (2k +1)π时，则光程差( n o - n e ) d = (2k +1) λ/2，此时晶片的厚度可使o 光和e 光的光程差等于(2k +1) λ/2，称为半波片 (λ/2 波片)．其合振动仍为线偏振光，但光矢量的方向相对于入射光的光矢量方向转过2θ 角 (θ是入射光振动面与波片光轴间的夹角，如图32-3所示)．(3) 当δ= (2k +1)π/2 时，则光程差( n o - n e ) d = (2k +1) λ/4，晶片的厚度可使o 光和e 光的光程差等于(2k +1) λ/4，称为四分之一波片(λ/4波片)．其合振动一般为椭圆偏振光．应当注意两种特殊情况：当入射光矢量与波片光轴平行或垂直时，出射光为线偏振光；当入射光矢量与波片光轴夹角为π/4时，出射光为圆偏振光．从以上可知λ/4波片可将线偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光；根据光路的可逆性，它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成线偏振光。
偏振光现象的观察与检验
光偏振现象的观察和检验一、实验目的1.观察光的偏振现象，了解偏振光的种类；2.掌握偏振光的产生及检验方法；3.了解波片的作用。
二、实验器材氦氖激光光源（1个），1/2波片（1片），1/4波片（1片），偏振片（2片） ，底座（4个），光电转换器（1个）。
三、实验原理（一）偏振光的种类光是电磁波，光的偏振现象表明光是一种横波，即电磁振动方向与光的传播方向垂直。
光作为电磁波，光波中含有电振动矢量和磁振动矢量，就光与物质的相互作用而言，起主要作用的是电矢量，通常称电矢量为光矢量。
并将光矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。
根据光矢量的振动状态，可以把光分为五种偏振态，结合图15-1认识下面几种偏振态的概念：1.自然光：如果在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量的振动方向是无规则地变化着的，且发生在各个方向的概率均等，即各个方向的平均振幅相等,称此种光为自然光。
2.部分偏振光：如果某些方向光矢量的平均振幅较大，某些方向光矢量的平均振幅较小，则称为部分偏振光。
3.线偏振光：如果光矢量沿着一个固定方向振动，则称此种光为线偏振光或称平面偏振光。
4.椭圆偏振光：光矢量的大小和方向都作规则的变化，在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量的矢端运动轨迹是椭圆，称此种光为椭圆偏振光。
5.圆偏振光：当椭圆偏振光中光矢量的大小不变，只是方向作规则的变化，光矢量的矢端运动轨迹是圆，称此种光为圆偏振光。
（二）线偏振光的产生1.用偏振片来获取线偏振光偏振片是一种具有二向色性的晶体，所谓二向色性是指该晶体对两个相互垂直振动的光矢量具有不同的吸收本领。
当自然光通过二向色性晶体时，其中一方向的振动几乎完全被吸收，则透射出来的光为线偏振光。
2.反射和折射产生偏振光根据布儒斯特定律，当自然光以=arctan n的入射角入射到折射率为n的玻璃表面上时，其反射光为完全的线偏振光，振动面垂直于入射面，称为布儒斯特角。
此时透射光为部分偏振光，如果自然光以角入射到一叠平行玻璃片堆上，则经过多次反射和折射，最后从玻璃片堆透射出来的光也接近于线偏振光。
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课题偏振光现象的研究1．观察光的偏振现象，掌握产生与检验偏振光的条件和方法；教学目的 2．测量布儒斯特角；3．验证马吕斯定律。
重难点 1．激光器与光具组的共轴调节；2．布儒斯特角的测定。
教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。
学时 3个学时一、前言光的偏振是指光的振动方向与光的传播方向的不对称性.偏振现象是证明光为横波的最有力的证据，在科学上具有极其重要的意义。
它不但丰富了光的波动说的内容，而且具有重要的应用价值。
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.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状态的器件。
二、实验仪器He-Ne激光器，光具座，光靶，光学测角台，偏振片，黑玻璃镜，1/2波片，1/4波片，白屏，光功率计等三、实验原理1.光的偏振性光波是波长较短的电磁波，电磁波是横波，光波中的电矢量与波的传播方向垂直。
光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。
光大体上有五种偏振态，即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。
而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。
（1）自然光光是由光源中大量原子或分子发出的。
普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关，而且光振动方向也是彼此不相关的，呈随机分布。
在垂直于光传播方向的平面内，沿各个方向振动的光矢量都有。
平均说来，光矢量具有轴对称而且均匀的分布，各方向光振动的振幅相同，各个振动之间没有固定的相联系，这种光称为自然光或非偏振光（见下图）。
我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解，由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的，将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来，得到的总光矢量的分量Ex 和Ey之间没有固定的相关系，因而它们之间是不相干的。
同时Ex 和Ey的振幅是相等的，即Ax=Ay。
这样，我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。
这就是自然光的线偏振表示，如下图（a）所示。
分解的两束线偏振光具有相等的强度Ix =Iy，又因自然光强度I=Ix +Iy所以每束线偏振光的强度是自然光强度的1/2，即通常用图（b）的图示法表示自然光。
图中用短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动，点和短线交替均匀画出，表示光矢量对称而均匀的分布。
（2）线偏振光光矢量只沿一个固定的方向振动时，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。
光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面，如图（a）所示。
线偏振光的振动面是固定不动的，图（b）所示是线偏振光的表示方法，图中短竖线表示光振动在纸面内，点表示光振动垂直于纸面。
（3）部分偏振光这是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光，在垂直于这种光的传播方向的平面内，各方向的光振动都有，但它们的振幅不相等，如图（a）所示。
这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。
在图（b）中，上图表示在纸面内的光振动较强，下图表示垂直纸面的光振动较强。
要注意，这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。
（4）圆偏振光和椭圆偏振光这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量按一定频率旋转（左旋或右旋）。
如果光矢量端点轨迹是一个圆，这种光叫圆偏振光（见图（a））。
如果光矢量端点轨迹是一个椭圆，这种光叫椭圆偏振光（见图（b））。
2. 布儒斯特角当光从折射率为n 1的介质（例如空气）入射到折射率为n 2的介质（例如玻璃）交界面，而入射角又满足12B arctann n =θ 时，反射光即成完全偏振光，其振动面垂直于入射面。
i B 称布儒斯特角，上式即布儒斯特定律。
显然，θB 角的大小因相关物质折射率大小而异。
若n 1表示的是空气折射率，（数值近似等于1）上式可写成2B arctan n =θ反射光入射光图 3-13.马吕斯定律如果光源中的任一波列（用振动平面E 表示）投射在起偏器P 上（如下图），只有相当于它的成份之一的E y （平行于光轴方向的矢量）能够通过，另一成份E x （=E cos θ）则被吸收。
与此类似，若投射在检偏器A 上的线偏振光的振幅为E 0，则透过A 的振幅为E 0 cos θ（这里θ是P 与A 偏振化方向之间的夹角）。
由于光强与振幅的平方成正比，可知透射光强I 随θ而变化的关系为θ20cos I I =E y这就是马吕斯定律。
4.波片若使线偏振光垂直入射一透光面平行于光轴，厚度为d 的晶片，此光因晶片的各向异性而分裂成遵从折射定律的寻常光（o 光）和不遵从折射定律的非常光（e 光）。
因o 光和e 光在晶体中这两个相互垂直的振动方向有不同的光速，分别称做快轴和慢轴。
设入射光振幅为A ，振动方向与光轴夹角为θ，入射晶面后o 光和e 光振幅分别为A sin θ和A cos θ,出射后相位差d n ne o )(20-=λπϕ式中λ0是光在真空中的波长，n o 和n e 分别是o 光和e 光的折射率。
这种能使相互垂直振动的平面偏振光产生一定相位差的晶片就叫做波片。
如果以平行于波片光轴方向为x 坐标，，垂直于光轴方向为y 坐标出射的o 光和e光可用两个简谐振动方程式表示：t A x e ωsin = )sin(ϕω+=t A y o该两式的合振动方程式可写成ϕϕ22222sin cos 2=-+oe o e A A xy A y A x 一般说来，这是一个椭圆方程，代表椭圆偏振光。
但是当πϕk 2= （k ＝1、2、3…）或 πϕ)12(+=k（k ＝0、1、2…）时，合振动变成振动方向不同的线偏振光。
后一种情况，晶片厚度2)12(λe o n n k d -+=可使o 光和e 光产生（2k +1）λ/2的光程差，这样的晶片称做半波片,而当2)12(πϕ+=k （k ＝1、2、3…）时，合振动方程化为正椭圆方程12222=+oe A y A x 这时晶片厚度4)12(λe o n n k d -+=，称做1/4波片。
它能使线偏振光改变偏振态，变成椭圆偏振光。
但是当入射光振动面与波片光轴夹角θ＝45°时，A e ＝A o ，合振动方程可写成 222A y x =+ 即获得圆偏振光。
四、实验内容与步骤 1.布儒斯特角的测定在光具座上，由氦氖激光器发出的光束擦盘直接入射到立在光学测角台直径上的黑玻璃镜面，先转动测角台，使反射光束原路返回，由此定出入射光束的零度方位，利用滑动座的升降微调装置适当降低角度盘，然后再从入射角为10°~85°范围内寻找反射光束通过检偏器后，光强变到最小（甚至为零）时的角度（器件布置示如下图，也可直接用白屏观察）。
这里的检偏器是一个能在支架上转动的偏振片，支架锁紧在测角台的转臂上。
用检偏器检查任一反射光束，都是偏振光，在改变入射角的过程中，检偏器透振轴指向水平方向（为什么？）。
为了更准确的测量，可以选取48°~64°角的入射角范围，根据消光位置找出布儒斯特角。
测量5次，取平均值，将数据填入表（一）。
2.马吕斯定律的验证如果光源中的任一波列（用振动平面E 表示）投射在起偏器P 上，只有相当于它的成分之一的y E （平行于光轴方向的矢量）能够通过，另一成分)cos E (E θ=x 则被吸收。
若投射在检偏器A 上的线偏振光的振幅为E 0，则透过A 的振幅为θcos E 0（这里θ是P 与A 偏振方向之间的夹角）。
由于光强与振幅的平方成正比，所以透射光强I 随θ而变化的关系为θ20cos I I =这就是马吕斯定律。
实验内容：让激光束垂直通过起偏器成为偏振光，用检偏器检查时，使两个偏振器的透振方向的夹角θ在从0°转动一周的过程中，用连接光电流放大器的光电探头测量透射光强的相对值I ，每10°读取一次数据。
将数据填入表（二），然后画出I -θ关系曲线，或将实验数据输入计算机打印出θ-I 关系曲线。
90180270360角度偏振光相对光强3.分析半波片的作用（选做）在由布儒斯特窗和偏振棱镜联合组成的起偏器D和检偏器A之间加入半波片H，并使其绕水平轴转动360°，观察屏幕上发生消光现象的次数；然后使起偏器的偏振面与检偏器的光轴正交，加入半波片后，将它转到消光位置，再分别转动15°，30°，45°，60°，75°和90°，相应记录每次将A逐次转到消光位置所需转动的角度，根据实验数据分析半波片的作用。
将数据填入表（三）中，并作解释。
HA C4.分析1/4波片的作用（选做）先使线偏振光的偏振面P与检偏器A的光轴正交（这时通过A的光强显示最小），然后在两个偏振棱镜之间加入1/4波片Q，并转动Q，直到通过A的光强恢复到最小。
从此位置每当Q转动15°，30°，45°，60°，75°和90°时，都将A转动360°，将数据填入表（四）中，并作解释。
五、数据表格及数据处理的测定1. θB表（一）θB平均值=57.0°不确定度的计算：︒±=∴︒=+=︒=︒=︒=⨯++++==)4.00.57(4.017.035.03.0455.07.00.09.05.02222222B B A BA U U U U S U θθ2. 马吕斯定律的验证表 （二）画出I -θ关系曲线3. 分析半波片的作用表（三）4.分析1/4波片的作用表（四）六、注意事项1、保护光学元件的光学表面，不得触摸光学元件的光学表面。
2、激光管两端的高压引线头是裸露的，且激光电源空载输出电压高达数千伏，要警惕误触。
3、激光束光强极高，切勿用眼睛对视，防止视网膜遭永久性损伤。
七、思考题1、有四束光,它们的偏振态分别是:线偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光和自然光,怎样鉴别它们？答:用一块检偏振器分别对四束光迎光旋转检验,当检偏振器旋转一周,发现出射光强两个方位最大,两个方位为零时,该光就是线偏振光;出射光强两个方位最大,两个方位变小时,该光即是椭圆偏振光;当出射光强不变时为圆偏振光和自然光.然后再区别圆偏振光和自然光.将这两束光分别通过l/4波片.通过l/4波片后,自然光还是自然光,用旋转的检偏振器检验,仍然光强不变;而圆偏振光通过l/4波片后变为线偏振光,用检偏振器检验,出现两次最大,两次零光强.2. 三块外形相同的偏振片、1/2波片、1/4波片被弄混了，能否把它们区分开来？需要借助什么工具？答:用实验室中的光滑桌面(或玻璃板面)反射钠光,透过三块未知的偏振器件观看反射的钠光,在此过程中,一边旋转偏振器件,一边改变反射光方向，三块偏振器件中必有一块出现"两明两零"的现象,它就是偏振片.此时,钠光的入射角就是布儒斯特角,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.另两块是波片,无论怎样旋转它,无论怎样改变反射光线的方向,光强都不发生变化.现在有了一块偏振片,还有已知振动方向的线偏振光.将两块波片分别迎着线偏振光旋转,用偏振片检验出射光强的变化.如果不管在什么方位,总是出现"两明两零"的现象,这块波片一定是l/2波片,因为线偏振光经过l/2波片后仍然是线偏振光.而线偏振光通过l/4波片,仅在线偏振光的振动方向平行(或垂直)l/4波片晶轴的情况下,才会出射线偏振光.在线偏振光振动方向与晶轴成450角时,出射圆偏振光,一般情况下出射椭圆偏振光.3、用怎样的措施获得圆偏振光？答：让自然光通过起偏镜,得到振动方向平行于起偏镜透振方向的线偏振光.再让线偏振光通过一块1 /4波片,波片晶轴z与线偏振光振动方向成45度角,自l/4波片出射的就是圆偏振光.选取l/4波片使分解的o光和e光有±π/2的相位差,光轴z与入射线偏振光振动方向45度的夹角,可使分解的o 光和e光有相等振幅.八、教学后记一定要对学生强调激光器切不可用眼睛直视，以免出现人生伤害事故；本实验要测量的数据较多，实验的实际操作比较繁琐，因而学生感到完成实验有一定难度，因此在授课中强调学生一定要耐心；实验中要让学生在出现故障时，学会排除故障，并且能够自己动手解决问题，培养学生的动手能力。