西安交大大物实验偏振光1

偏振光的研究
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一、实验目的：
1.了解线偏振光的原理；
2.了解线偏振光的性质；
3.了解椭圆偏振光的形成原理；
二、实验原理：
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I
1 = I
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：
本次实验中我们用两块格兰棱镜充当起偏器和检偏器，通过硅光电池的响应电流检测偏光强度的方法来验证马吕斯定律。

若n
1为空气，则tg i
= n
2
，这样，当介质折射率一定时，i
就唯一地被确
定。

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(n
0-n
1
)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。

3．借助检偏器和1/4波晶片检验光的5种偏振态
1. 只用检偏器（转动）：
对于线偏光可以出现极大和消光现象。

对于椭圆偏光和部分偏光可以出现极大和极小现象。

对于圆偏光和非偏光各方向光强不变。

2. 用1/4波晶片和检偏器（转动）：
对于非偏光（自然光）各方向光强不变。

对于圆偏光出现消光现象（原因）。

对于部分偏光仍出现极大和极小现象。

对于椭圆偏光，当把1/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象。

三、实验内容：
1.
2.
消光，在第一片偏振片和屏之间加入第二块偏振片，将第一块固定，转动第二块偏振片，观察现象，能否找到一个消光位置，此时两偏振片的位置关系怎样。

答：能，此时两偏振片偏振方向垂直。

3.
cos2acos2b,a为偏振片1和偏振片3的夹角，b为偏振片3和偏振根据I=I
1
片2之间的夹角，
当cosa和cosb之积不为零时，有光通过三块偏振片。

当第三块偏振片与偏振片1、2平行时，出现消光现象；当其与偏振片1、2同时成45度时光强最大。

原理：圆偏振光与椭圆偏振光通过1/4波片时产生∏/2的相位差，变为线偏振光，当其偏振方向与B偏振方向垂直时出现消光现象。

步骤：在偏振片B前放一1/4波长片，转动B，观察光强变化。

四、思考题：。