偏振光实验验证马吕斯定律
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。
偏振态检测实验报告
1. 理解偏振光的基本概念和特性。
2. 掌握使用偏振片检测不同偏振态光的方法。
3. 通过实验验证马吕斯定律，加深对偏振光理论的理解。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
当光波的振动方向在某一特定平面内时，我们称这种光为偏振光。
偏振光可分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
线偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直。
圆偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直，光波的振动方向在传播过程中始终保持在同一圆周上。
椭圆偏振光：光波的振动方向在某一平面内，且该平面的方向与光传播方向垂直，光波的振动方向在传播过程中始终保持在同一椭圆上。
偏振片是一种能够使自然光变为偏振光的器件。
当自然光通过偏振片时，只有与偏振片透振方向平行的光振动分量能够通过，而与透振方向垂直的光振动分量则被吸收。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过偏振片时，透射光的强度与入射光的强度和偏振片透振方向与入射光振动方向的夹角余弦的平方成正比。
三、实验仪器与材料1. 自然光源2. 偏振片3. 激光器4. 光具座5. 光电探测器6. 数据采集系统7. 计算机软件1. 将自然光源、偏振片、激光器、光具座、光电探测器和数据采集系统连接好。
2. 将自然光源发出的光通过偏振片，使其变为线偏振光。
3. 将线偏振光通过光电探测器，并记录下光强。
4. 逐渐旋转偏振片，记录下不同角度下光电探测器接收到的光强。
5. 根据实验数据，验证马吕斯定律。
6. 改变自然光源的偏振态，重复上述步骤，观察不同偏振态光通过偏振片后的变化。
五、实验结果与分析1. 当偏振片透振方向与入射光振动方向平行时，光电探测器接收到的光强最大；当偏振片透振方向与入射光振动方向垂直时，光电探测器接收到的光强最小。
这验证了马吕斯定律。
2. 当自然光源发出的是线偏振光时，旋转偏振片可以改变光电探测器接收到的光强。
当自然光源发出的是圆偏振光或椭圆偏振光时，旋转偏振片同样可以改变光电探测器接收到的光强，但光强变化曲线与线偏振光不同。
实验报告--偏振光学实验
实验报告姓名：***** 班级：***** 学号：***** 实验成绩：同组姓名：**** 实验日期：***** 指导教师：批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1．观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；2．了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用；3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。
【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光，介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3．马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0 为进入检偏器前（偏振片无吸收时）线偏振光的强度。
4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为 e 光、o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同，因而产生的光程差为位相差为式中ne 为e 光的主折射率，no 为o 光的主折射率（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜0）。
上海交通大学物理实验报告(大一下)偏振光试验报告
实验报告姓名：王航班级：F0703028 学号：5070309025同组姓名：周智恺指导教师：实验日期：2008.3.24偏振光学实验【实验目的】1.观察光的偏振现象,验证马吕斯定律2.了解1/2波片,1/4波片的作用3.掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测.【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3.马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=ɑ，强度I=，I=ɑ=Ｉɑ，为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。
这就是１８０９年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。
显然，以光线传播方向为轴，转动检偏器时，透射光强度Ｉ将发生周期变化。
若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光，则极小值部位０。
验证马吕斯定律实验报告
马里乌斯定律：马留斯指出：通过偏振器的I（Ο）线性偏振光的强度，透射光的强度（不考虑吸收）是I = I（Ο）cos吗？θ。
（θ是入射光线的偏振光的振动方向与偏振器的偏振方向之间的夹角。
）马里乌斯定律指出，光线在各向同性均匀介质中传播时，始终与波表面保持正交。
，入射波面与出射波面的对应点之间的光路是恒定的，根据电磁波理论，光是剪切波，其振动方向与光的传播方向垂直。
在垂直于光波传播方向的平面上，光矢量可能具有不同的振动方向，通常，光矢量保持一定振动方向的状态称为偏振态，偏振器产生的偏振光通过偏振器后，如图所示，OM表示偏振片的偏振方向，on表示偏振偏振器的偏振方向，其夹角为α。
自然光穿过偏振器，并沿OM 方向变为线性偏振光。
假设其振幅为E0，但偏振器仅允许其分量沿打开方向通过。
因此，从偏振器发出的光的振幅为e ＝e 0cosα。
因此，如果入射偏振片的光强度为I0，则偏振片发出的光强度与原始光强度和偏振片角度具有一定关系。
Marius在1808年通过实验指出，线性偏振光的强度与IO的强度一起通过偏振器，透射光的强度（不考虑吸收）为：I = IO（COSα）^ 2，其中α是入射光线的偏振光的振动方向与偏振器的偏振方向之间的角度。
通过偏振器后，透射光的强度为I = IO（COSα）^2。
其中，α是线性偏振光的光振动方向与偏振器的透射方向之间的夹角，称为马里斯定律。
将偏振器P1放置在光路中作为偏振器，以获得具有与P1透射方向相同的振动方向的线性偏振光。
线性偏振光的强度是入射自然光强度的一半。
偏振器P2作为偏振器放置在光路中。
P2和P1之间的夹角为：e = EO（COSα）和I = IO（COSα）^2。
这是马里斯定律。
当α= 0°或180°，I = IO时，透射光最强。
当α= 90°或270°，I = 0时，透射光强度为零。
对于其他值，光强度在0到Io之间。
简单原理：两个偏振器的透射方向之间的角度为α，通过偏振器的偏振光的幅度为Ao，那么通过偏振器的幅度为a，则a = aocosα。
光偏振实验报告实验记载
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波横波性的认识。
2. 理解并验证马吕斯定律，掌握偏振光的产生和检验方法。
3. 掌握起偏器和检偏器的使用，熟悉不同偏振态光的产生与转换。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光波是一种电磁波，其振动方向垂直于传播方向。
当光波通过某些特定介质或器件时，其振动方向发生改变，形成偏振光。
2. 马吕斯定律：当一束完全线偏振光通过一个偏振器时，透射光的光强与入射光的光强成正比，且透射光的光强与偏振器的偏振方向和入射光的光矢量振动方向的夹角有关。
3. 偏振光的产生和检验：利用起偏器和检偏器可以产生和检验偏振光。
起偏器可以使自然光变为线偏振光，检偏器可以检验光是否为偏振光。
三、实验仪器与用具1. 光具座2. 半导体激光器3. 偏振片4. 1/4波片5. 激光功率计6. 光屏四、实验步骤1. 将半导体激光器放置在光具座上，调整激光器的光束方向，使其垂直照射到偏振片上。
2. 将偏振片放置在光具座上，调整其偏振方向，观察光屏上的光强变化。
3. 在偏振片后放置1/4波片，调整1/4波片的光轴方向，观察光屏上的光强变化。
4. 将检偏器放置在1/4波片后，调整检偏器的偏振方向，观察光屏上的光强变化。
5. 改变偏振片和1/4波片的相对位置，观察光屏上的光强变化，验证马吕斯定律。
6. 利用偏振片和1/4波片产生椭圆偏振光和圆偏振光，观察光屏上的现象。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向平行时，光屏上的光强达到最大；当偏振片的偏振方向与入射光的光矢量振动方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
2. 当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向平行时，光屏上的光强达到最大；当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向垂直时，光屏上的光强达到最小。
3. 在实验过程中，改变偏振片和1/4波片的相对位置，验证了马吕斯定律。
4. 通过实验观察，产生了椭圆偏振光和圆偏振光，并观察到了相应的现象。
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。
光的偏振物理实验报告
一、实验目的1. 观察和验证光的偏振现象。
2. 理解偏振光的产生原理和特性。
3. 掌握偏振片、波片等光学元件在偏振光产生与检验中的应用。
4. 验证马吕斯定律，理解偏振光强度的变化规律。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
在自然光中，光波的振动方向是随机分布的。
当自然光经过某些光学元件后，其振动方向会变得有规律，这种现象称为光的偏振。
偏振光的产生通常需要以下光学元件：1. 起偏器（偏振片）：将自然光变为线偏振光。
2. 波片（1/4波片、1/2波片）：改变光的偏振状态，产生椭圆偏振光或圆偏振光。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时，透射光的强度I与入射光的强度I0之间的关系为：\[ I = I_0 \cos^2\theta \]三、实验仪器与用具1. 自然光源（如激光器）2. 偏振片（起偏器）3. 波片（1/4波片、1/2波片）4. 检偏器（另一个偏振片）5. 光具座6. 光屏7. 秒表（用于测量时间）8. 记录本和笔四、实验步骤1. 自然光与偏振光的产生：- 将激光器发出的光束照射到偏振片上，观察光屏上的光斑。
- 旋转偏振片，观察光斑的变化。
当偏振片的透振方向与光屏上的光斑垂直时，光斑消失，说明光已变为线偏振光。
2. 马吕斯定律验证：- 将偏振片与检偏器放置在光具座上，使它们的透振方向互相垂直。
- 观察光屏上的光斑，记录光斑消失的位置。
- 将偏振片旋转，使透振方向与检偏器的透振方向成θ角，记录光斑再次消失的位置。
- 改变θ角，重复上述步骤，记录光斑消失的位置。
- 利用马吕斯定律，计算每次实验中光斑消失时的透射光强度。
3. 波片的性质及利用：- 将1/4波片放置在偏振片与检偏器之间，观察光屏上的光斑。
- 旋转1/4波片，观察光斑的变化。
当1/4波片的光轴与偏振片的透振方向垂直时，光斑消失，说明1/4波片的光轴方向与偏振片的透振方向成45°角。
- 改变1/4波片的光轴方向，观察光斑的变化。
偏振光干涉实验报告
偏振光干涉实验报告偏振光实验报告实验1. 验证马吕斯定律实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振光有强烈吸收，而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸收o光，通过e光)，这种对线偏振光的强烈的选择吸收性质，叫做二向色性。
具有二向色性的晶体叫做偏振片。
偏振片可作为起偏器。
自然光通过偏振片后，变为振动面平行于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。
如图 P1、图2所示：P1 P2 图1 图2 θA 0 图1中靠近光源的偏振片P1为起偏器，设经过P1后线偏振光振幅为A0（图2所示），光强为I0。
P2与P1夹角为?,因此经P2后的线偏振光振幅为A?A0cos?，2光强为I?A0cos2??I0cos2?,此式为马吕斯定律。
实验数据及图形：从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。
实验2.半波片，1/4波片作用实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向（或振动面）分解为寻常光（o光）和非常光（e光）。
它们具有相同的振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比），若将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振光的干涉。
分振动面的干涉装置如图3所示，M和N是两个偏振片，C是波片，单色自然光通过M变成线偏振光，线偏振光在波片C中分解为o光和e光，最后投影在N上，形成干涉。
偏振片波片偏振片图3 分振动面干涉装置考虑特殊情况，当M⊥N时，即两个偏振片的透振方向垂直时，出射光强为：I0(sin22?)(1?cos?)；当M∥N时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射4I0(1?2sin2?cos2??2sin2?cos2?cos?)。
其中θ为波片光轴与M2I??光强为：I//?透振方向的夹角，δ为o光和e光的总相位差（同波晶片的厚度成正比）。
改变θ、δ中的任何一个都可以改变屏幕上的光强。
当δ=（2k+1）π（1/2波片）时，cosδ=-1，I??强最大，I//?02sin22?，出射光I0(1?sin2?)2，出射光强最小；当δ=[（2k+1）π]/2（1/4波片）时，cosδ=0，I??I0I(sin22?),I//?0(2?sin22?)。
验证马吕斯定律实验报告
马吕斯定律：马吕斯指出：强度为I(Ο)的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度（不考虑吸收）为I=I(Ο)cos²θ。
(θ是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。
)马吕斯定律指出，光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。
原理按电磁波理论，光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
由起偏器产生的偏振光在通过检偏器之后，如图，OM表示起偏器的偏振化方向，ON表示检偏器的偏振化方向，它们的夹角为α。
自然光透过起偏器后成为沿OM方向的线偏振光，设其振幅为E0，而检偏器只允许它沿ON方向的分量通过，所以从检偏器透出的光的振幅为E=E0cosα由此可知，若入射检偏器的光强为I0，则检偏器射出的光强与原光强及偏振器角度存在一定关系。
公式1808年，马吕斯经实验指出,强度为Io的线偏振光,透过检偏片后,透射光的强度(不考虑吸收)为：I=Io(cos α)^2其中, α是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。
一束光强为Io的线偏振光，透过检偏器以后，透射光的光强为I=Io(cos α)^ 2 。
式中α是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向间的夹角，该式称为马吕斯定律。
在光路中放入偏振片P1 作为起偏器，获得振动方向与P1透振方向一致的线偏振光,线偏振光的强度为入射自然光强度的一半。
在光路中放入偏振片P2 ，作为检偏器，其透振方向P2与P1 夹角为，透过P2的光振幅：E=Eo(cos α),光强：I=Io(cos α)^2 , 这就是马吕斯定律。
当α=0°或180°时，I=Io ，透射光最强。
当α=90°或270°时，I=0，透射光强为零。
当为其它值时，光强介于0 和Io之间。
实验报告--偏振光学实验
实验报告姓名：***** 班级：***** 学号：***** 实验成绩：同组姓名：**** 实验日期：***** 指导教师：批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1．观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；2．了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用；3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。
【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光，介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3．马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0 为进入检偏器前（偏振片无吸收时）线偏振光的强度。
4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为e 光、o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同，因而产生的光程差为位相差为式中n e 为e 光的主折射率，n o 为o 光的主折射率（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜0）。
实验：光偏振与马吕斯定律-实验报告
实验： 光偏振与马吕斯定律一．实验目的1.观察光的偏振现象。
2.验证马吕斯定律。
二．实验原理偏振光定义：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。
分类：1.自然光：光矢量具有轴对称性、均匀分布、各方向振动 的振幅相同； 2. 部分偏振光 含有各种振动方向的光矢量，但光振动在某一方向更显著； 3. 完全偏振光：线偏振光：光矢量端点的轨迹为直线； 椭圆偏振光：光矢量端点的轨迹为一椭圆； 圆偏振光：光矢量端点的轨迹为一圆。
马吕斯定律：光强0I 的线偏振光，透过检偏器以后，透射光光强为I=α20cos I ，α是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向间的夹角。
三．实验主要步骤或操作要点实验装置：电脑液晶屏，手机（Phyphox-光强），偏振片（偏光镜，3d 眼镜等），量角器（或者手机Phyphox-斜面）。
实验步骤 ：1.将手机竖直放置在液晶屏前； 2. 打开Phyphox-光模式；3. 将偏光片放置在手机光传感器前；4. 旋转特定角度，记录光强变化和角度（第二个手机Phyphox-斜面 测量角度)；5. 处理数据。
注意事项：角度要准确测量；背景光的影响；测量光路要等高同轴。
实验安全：禁用大功率激光笔 ！实验中禁止将激光聚焦 ！ 做好激光防护，既要保护自己，也要避免误伤他 人 ！ 严禁用眼睛直视激光束，以免造成视网膜损伤。
四．实验数据在0-180 范围内取不同的α（实际上0-90也可以进行验证，但是为了防止偏振片薄厚不均和对光源的反射率不同，采用0-180进行验证），计算α2cos 并记下对应的光强I 。
量角器的分度值为1。
五．数据处理在上述表格基础上计算α2cos ，绘制I-α2cos 图像，并计算I 与α2cos 的线性相关系数。
用Excel 作图像如下：由I-α2cos 图像可知，I 与α2cos 近似成线性关系，斜率0I =1471.1lux ，相关系数R 2=0.9995，线性相关指数接近1。
偏正光分析实验报告
一、实验目的1. 观察并理解光的偏振现象。
2. 掌握偏振光的产生和检验方法。
3. 学习使用偏振片、棱镜等光学元件分析偏振光。
4. 验证马吕斯定律，加深对偏振光理论的理解。
二、实验原理光是一种电磁波，在传播过程中，其电场矢量（E矢量）和磁场矢量（H矢量）均垂直于光的传播方向。
当光波通过某些介质时，由于介质对不同振动方向的电磁波具有不同的折射率，使得光波在传播过程中发生偏振现象。
偏振光是指光波的振动方向具有特定方向性的光。
根据偏振光的振动方向，可分为线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
本实验主要研究线偏振光和椭圆偏振光。
线偏振光可以通过偏振片产生，而椭圆偏振光可以通过将线偏振光通过1/4波片产生。
三、实验仪器与材料1. 偏振片2. 棱镜3. 1/4波片4. 半导体激光器5. 光具座6. 光电倍增管探头7. 光电流放大器8. 记录仪四、实验步骤1. 观察线偏振光将偏振片放置在激光器出射光束的路径上，观察光束经过偏振片后的变化。
旋转偏振片，观察光束亮度的变化，验证线偏振光的特性。
2. 检验偏振光将两个偏振片分别放置在激光器出射光束的路径上，其中一个作为起偏器，另一个作为检偏器。
观察光束经过两个偏振片后的变化。
旋转检偏器，观察光束亮度的变化，验证马吕斯定律。
3. 产生椭圆偏振光将线偏振光通过1/4波片，观察出射光束的变化。
旋转1/4波片，观察出射光束的变化，验证椭圆偏振光的特性。
4. 分析偏振光将椭圆偏振光分别通过偏振片和1/4波片，观察光束的变化。
旋转偏振片和1/4波片，分析偏振光的偏振状态。
五、实验结果与分析1. 观察到光束经过偏振片后，光束的亮度发生变化，验证了线偏振光的特性。
2. 观察到光束经过两个偏振片后，光束的亮度发生变化，验证了马吕斯定律。
3. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光束变为椭圆偏振光，验证了椭圆偏振光的特性。
4. 通过分析偏振光的偏振状态，加深了对偏振光理论的理解。
六、实验结论1. 光的偏振现象是由于光波在传播过程中，电场矢量（E矢量）和磁场矢量（H矢量）具有特定方向性。
大学物理偏振光实验报告
大学物理偏振光实验报告大学物理偏振光实验报告引言：光是一种电磁波，它在空间中传播时具有振动方向。
而偏振光则是指光波中的电场矢量在特定方向上振动的光。
物理学家发现，光的偏振性质对于理解光的本质以及应用于各个领域都具有重要意义。
本实验旨在通过观察偏振光的特性，深入了解光的偏振现象。
实验一：偏振片的特性实验中，我们使用了一块偏振片和一束自然光源。
将偏振片放在光路中，我们观察到光线的亮度明显降低，这是因为偏振片只允许某个特定方向的光通过，其他方向的光被吸收或者散射。
通过旋转偏振片，我们发现光的亮度随着角度的变化而改变，这表明偏振片只允许特定方向的光通过。
实验二：马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述偏振光传播的重要定律。
为了验证该定律，我们使用了两块偏振片。
将第一块偏振片称为偏振器，将第二块偏振片称为偏振分析器。
我们发现，当偏振器和偏振分析器的振动方向相同时，透过偏振分析器的光亮度最大。
而当两者的振动方向垂直时，透过偏振分析器的光亮度最小。
这验证了马吕斯定律，即光的偏振方向与偏振分析器的振动方向垂直时，光的强度最小。
实验三：双折射现象双折射是指某些晶体在光传播过程中会发生折射现象，光线被分为两束，并且沿不同方向传播。
为了观察双折射现象，我们使用了一块双折射晶体和一束线偏振光。
当线偏振光通过双折射晶体时，我们观察到光线被分为两束，并且沿不同方向传播，这是由于晶体内部的结构导致光的振动方向发生了变化。
通过旋转双折射晶体，我们发现两束光的强度随着角度的变化而改变，这进一步验证了双折射现象的存在。
实验四：偏振光的应用偏振光在实际生活中有着广泛的应用。
例如，在太阳镜和墨镜中，通过使用偏振片来过滤掉反射光和散射光，减少眩光的影响。
此外，偏振光还在光学仪器、显示器和通信技术等领域中有着重要的应用。
通过研究偏振光的特性，我们可以更好地理解和应用光学原理。
结论：通过本次实验，我们深入了解了偏振光的特性。
我们通过观察偏振片的特性、验证马吕斯定律、观察双折射现象以及了解偏振光的应用，加深了对光的偏振性质的理解。
偏振光实验验证马吕斯定律
偏振光实验——验证马吕斯定律【原理】光是电磁波，而且是一种横波。
光的电矢量在垂直于传播方向的平面内可以任意取向，若对于传播方向不对称而偏于某个方向称为偏振。
光矢量振动方同与传播方向组成振动面，限于某个固定振动方向的称线偏振光，或从振动面来看，也称为平面偏振光。
此外，还有一种偏振光，它的光矢量末端在垂直于传播方向的平面上随时间变化的轨迹呈椭圆或圆，故称之为椭圆偏振光或圆偏振光。
本实验主要观察线偏振光（平面偏振光）。
偏振器一般指线偏振器，它只允许电矢量沿某一特定方向的线偏振光通过。
普通光源发出的为自然光，经过偏振器后成为线偏振光，这样的偏振器称起振器。
当偏振器用来检验一个光是否偏振光时，则称为检偏器。
用二色性物质制作的偏振片允许特定方向的光振动通过（这一特定方向称该偏振片的透光轴），而吸收与透光轴方向垂直的光振动。
对于理想起偏器，自然光透过它之后应变成完全线偏振光。
当线偏振光再次透过作为理想检偏器的同样的偏振片时，如果检偏器与起偏器透光轴互相平行，则透过的偏振光光强不变。
而当二透光轴相互垂直时，透射光完全不能通过，光强为零。
一般情况下，二平行放置的偏振片的透光轴互成θ角，设入射到第二片偏振片的偏振光振动振幅为E 0，光强I 0，则从第二片偏振片透射出来的偏振光振动振幅变为θcos 0E ，光强，称作马吕斯定律。
本实验即是对它作验证。
θθ2020cos )cos (I E I ==当然，实际的偏振片都不是理想偏振片，由于材料、制作因素以及不可避免的表面反射、散射等原因，马吕斯定律只是近似成立。
如果实验中器件安置或操作不够良好，还会产生更大差异，是应尽力避免的。
本实验使用光强传感器，光源可选用普通光源或半导体激光光源。
利用计算机辅实时测量设备建立光强——角度)(ϕ−I 、光强——余弦)cos (φ−I 、光强——平方余弦图，进行研究分析，以令人信服的证据验证马吕斯定律。
其中角度的测量，还可以使用旋转移动传感器与偏振片连动，以1440点/转的灵敏度自动记录测量数据。
上海交通大学物理实验报告(大一下)偏振光试验报告
实验报告姓名：王航班级：F0703028 学号：5070309025同组姓名：周智恺指导教师：实验日期：2008.3.24偏振光学实验【实验目的】1.观察光的偏振现象,验证马吕斯定律2.了解1/2波片,1/4波片的作用3.掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测.【实验原理】1．光的偏振性光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E 称为光矢量。
在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。
如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。
此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。
若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。
如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见图2）。
2．偏振片虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色性。
）。
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。
用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
3.马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为，则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A=ɑ，强度I=，I=ɑ=Ｉɑ，为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。
这就是１８０９年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。
显然，以光线传播方向为轴，转动检偏器时，透射光强度Ｉ将发生周期变化。
若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光，则极小值部位０。
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偏振光实验——验证马吕斯定律
【原理】
光是电磁波，而且是一种横波。
光的电矢量在垂直于传播方向的平面内可以任意取向，若对于传播方向不对称而偏于某个方向称为偏振。
光矢量振动方同与传播方向组成振动面，限于某个固定振动方向的称线偏振光，或从振动面来看，也称为平面偏振光。
此外，还有一种偏振光，它的光矢量末端在垂直于传播方向的平面上随时间变化的轨迹呈椭圆或圆，故称之为椭圆偏振光或圆偏振光。
本实验主要观察线偏振光（平面偏振光）。
偏振器一般指线偏振器，它只允许电矢量沿某一特定方向的线偏振光通过。
普通光源发出的为自然光，经过偏振器后成为线偏振光，这样的偏振器称起振器。
当偏振器用来检验一个光是否偏振光时，则称为检偏器。
用二色性物质制作的偏振片允许特定方向的光振动通过（这一特定方向称该偏振片的透光轴），而吸收与透光轴方向垂直的光振动。
对于理想起偏器，自然光透过它之后应变成完全线偏振光。
当线偏振光再次透过作为理想检偏器的同样的偏振片时，如果检偏器与起偏器透光轴互相平行，则透过的偏振光光强不变。
而当二透光轴相互垂直时，透射光完全不能通过，光强为零。
一般情况下，二平行放置的偏振片的透光轴互成θ角，设入射到第二片偏振片的偏振光振动振幅为E 0，光强I 0，则从第二片偏振片透射出来的偏振光振动振幅变为θcos 0E ，光强，称作马吕斯定律。
本实验即是对它作验证。
θθ2020cos )cos (I E I ==当然，实际的偏振片都不是理想偏振片，由于材料、制作因素以及不可避免的表面反射、散射等原因，马吕斯定律只是近似成立。
如果实验中器件安置或操作不够良好，还会产生更大差异，是应尽力避免的。
本实验使用光强传感器，光源可选用普通光源或半导体激光光源。
利用计算机辅实时测量设备建立光强——角度)(ϕ−I 、光强——余弦)cos (φ−I 、光强——平方余弦图，进行研究分析，以令人信服的证据验证马吕斯定律。
其中角度的测量，还可以使用旋转移动传感器与偏振片连动，以1440点/转的灵敏度自动记录测量数据。
)cos (2φ−I 【仪器与器材】
Science Workshop750接口盒、光传感器、转动传感器、偏振片（二片）、光源（普通光源、半导体激光光源）光具座。
【实验内容】
1. 测定转动偏振片时，光线通过此偏振片后光强变化，说明光源性质。
2. 验证马吕斯定律，要求从φ−I 、φcos −I 、三个曲线图综合分析论证，并分析导致实
验结果与理论存在差异的主要原因。
φ2cos
−I 【实验步骤】 Science WorkShop
1. 光传感器（1×档）接入750接口盒的模似信号输入A 口，旋转移动传感器接入数字信号输入通 道，黄色插头接1口，黑色插头接2口。
2. 启动Science WorkShop （科学工作室），在实验设置窗口（无标题·SWS ）点击并拖曵模拟式插头 图标至模拟输入A 口图标，选择光传感器，确定。
3. 点击并拖曵数字式插头至数字输入口1的图标，选择旋转移动传感器（RMS ），确定；选择1440格/转，确定。
4. 点击实验设置窗口左方“采样选项……”按钮，设置采样周期为快，10Hz ，确定。
5. 点击并拖曵数字表（12.3）图标到光传感器图标，确定。
6. 点击并拖曵图表图标至光传感器图标，点击图形水平轴变量图标，选择“数码输入1，角位置”，将X 轴从时间改变为角度（弧度）。
7. 双击光传感器图标进行定标（相对光强方式）：
（1）取下二片偏振片，让光源直接照射光传感器。
显示的当前电压值若大于1V ，则传感器盒上的灵
敏度开关仍置1×档，（若小于1V 而大于0.1V 则置10×档），软件中也一致。
在最大光强100%栏，当直射光之下电压值稳定时点击保存。
（2）再在入射光被遮断的情况下，在光强0%栏，电压稳定时点击保存。
8. 装上距光源较近的第一片偏振片，光轴角度取0度向上，点击光强数字表成为当前显示，点击MON ，从数字表上读出0度时光强，然后向角度增加的方向每转动300，记录光强数值，直至转一周为止，双击STOP 。
9. 装上与RMS 连动的第二片偏振片，光轴角度也取0度向上，则二片偏振片光轴平行。
点击实验设置窗口“采样选项……”按钮，选中“键盘”，在出现的对话框中键入参数 = Angle ，单位为degree 。
10. 点击REC ，出现键盘取样窗口，键入0，作为Entry#1，回车。
11. 将第二片偏振片向度数增加的方向转过10度，键盘取样窗口中正好是10.000，故只需回车。
12. 再转过10度，回车；如此每转过10度，回车；直到360度为止。
13. 单击键盘取样窗口串的“停止取样”按钮，停止测量记录。
（保存以后，删除数据#1）点击“采样选项”按钮，取消“键盘”的选择。
以上是使用键盘取样方式记录测量数据。
以下采用另一方式，即利用RMS 与偏振片的连动（转动）自动记录测量数据。
14. 使二片偏振片都取0度向上的初始位置，点击REC ，用手缓慢地转动第二片偏振片一周，双击STOP 。
注意转动时应使之保持在同一平面内转动而不能晃动。
15. 点击实验设置窗口中的实验计算器图标，点击f (x)，在标准函数中选；点击input ，选角位置，在名称和简称栏键入，回车。
)cos(x )cos(x 16. 点击“开新计算‘；点击f (x)，在标准函数中选pow （x ，n ）；光标处在X 时再点击f (x)，在标准函数中选；光标在X 时点击input ，选角位置；然后将光标移到n 上，将n 修改为 2，在名称和简称栏键入Λ2，回车。
)cos(x )cos(x 17. 打开显示菜单，选新设图表。
点击新图表的y 轴变量图标，选模拟输入，强度；点击X 轴变量图标，选计算，，建立光强图。
)cos(x )cos(x I −18. 再次打开显示菜单，选新设图表，同样方法，建立图形。
)(cos 2x I −19. 点击Λ2图左下角自动标度按钮，使图形优化。
)cos(x I −20. 点击Σ按钮，在右方开辟统计区，点击统计区的Σ菜单，选择曲线拟合、线性拟合,再次点击自动标度按钮优化图形。
同样方法对图形作分析，曲线拟合选用多项式拟合。
)cos(x I −21. 对转动第一片偏振片时所得表格进行分析，说明光源的性质；对键盘取样所得表格进行分析，说明二偏振片光轴夹角在0度、90度、180度、270度、360度时透射光强的变化。
22. 对φ−I 、φcos −I 、三个图形作分析说明，验证马吕斯定律，并对实验曲线与理论
曲线的差异加以分析说明。
φ2cos
−I 实验步骤与图形数据处理要点提示 Datastudio
1. 转动传感器连接到SW750接口盒数字信号通道1、2（黄1、黑2）；光传感器连接到模拟信号通道A 。
2. 启动Datastudio ，选择转动传感器，设置取样频率10 ~ 20Hz ，测量数据选择角位置（度）、角位置（弧度），选定1440划分 / 旋转。
3. 选择光传感器，取样频率相同，测量数据为光强（ %最大值）。
4. 校准光传感器：打开半导体激光器，让光直接照射传感器窗口，在高点保存当前电压读数对应100%光强，然后遮住光源，在低点保存当前电压读数对应0.0%光强。
5. 设置取样选项为手动取样，选择仅在得到命令时保留数据，保留数据时输入键盘数值及数值输入提示，并设定单位为度。
此时产生数据变量“键盘1（度）”。
6. 设置“光强对键盘1”表格。
7. 先放入第一片偏振片，使O 度向上，点击启动按钮，变为“保留”、“结束”按钮，点击“保留”，出现提示，键入O ，回车。
依次转到、、、……，同样分别点击“保留”并依提示键入角度后回车，最后点击“结束”按钮。
03006009003608. 由“光强对键盘1”表格可分析初步判断光源性质，然后取消手动取样方式选项，恢复自动方式。
9. 装上第二片偏振片，与第一片都是同样O 度向上。
点击启动按钮后，转动第二片偏振片并连动转动传感器，转动一周后点击停止按钮。
10. 用“计算（器）”建立新变量：)cos()cos(x x =，其中函数选自科学记法列表，自变量x 定义为数据测量列表中角位置（弧度），属性设置中设置新变量名称为；同样建立
，
其中函数、选自科学记法列表，自变量x 同上为角位置（弧度），定义新变量名称为)cos()cos(x )2),(cos(2)cos(x Pow x =∧Pow )cos(x 2)cos(∧x 。
11. 设置光强—角位置，光强—，光强—)cos(x 2)cos(∧x 图，综合分析并验证马吕斯定律。
数据记录参考表格 角位置（度）
)cos(x )(cos 2x 光强（ %）。