实验五偏振光实验讲义
实验5-16偏振光的观察与应用
132 实验5-15 偏振光的研究光的偏振现象揭示了光波是横波，它使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射）的规律有了新的认识，并在光学计量、晶体性质研究和应力分析等方面有着广泛的应用。
【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识。
2．测定玻璃的起偏角，验证布儒斯特定律。
【实验器材】分光仪、偏振片、玻璃片、钠光灯、支架和小型旋光仪。
【实验原理】 光波是电磁波，其电矢量E 的振动方向垂直于光的传播方向。
电矢量的振动方向和光的传播方向所组成的平面称为光的振动面。
电矢量的振动只限于某一确定平面内的光称为平面偏振光（或线偏振光）；如果电矢量在垂直于光波的传播方向上作无规则的取向，且振幅相等，则称为自然光；如果振动在某一确定方向上占相对优势，则称为部分偏振光；如果电矢量的大小和方向随时间做有规律的变化，且电矢量的末端在垂直于光传播方向平面内的轨迹是圆或椭圆，则称为圆偏振光或椭圆偏振光。
用于产生偏振光的元件叫起偏器（或起偏片），用于鉴别偏振光的元件叫检偏器（检偏片），两者可通用。
一、产生平面偏振光的常见方法1．利用晶体双折射现象产生偏振光当自然光入射某些各向异性晶体（如方解石）时，折射后分解为两束平面偏振光，并以不同速度在晶体内传播，如图5-15-1所示，这种现象称为双折射。
在晶体内存在一个特殊方向，光线沿该方向入射时不发生双折射现象，该方向称为晶体的光轴。
光轴与入射光所组成的平面称为该光的主平面。
光轴与晶体表面法线方向组成的平面称为晶体的主截面，假设主平面与主截面重合。
双折射产生的两束平面偏振光，其中一束电矢量E 的振动方向垂直于它的主平面，亦垂直于晶体的主截面，并遵循折射定律，称为寻常光（o 光），另一束电矢量E 的振动方向平行于晶体的主截面，不遵循折射定律，称为非常光线（e 光）。
图5-15-1中“ ”表示垂直于主截面，“”表示平行于主截面。
2．利用光反射产生偏振光 当一束自然光从折射率为1n 的媒质射向折射率为2n 的媒质，并在媒质的界面上反射和折射时，反射和折射光都为部分偏振光。
物理演示实验_偏振光
物理演示实验-偏振光
一实验现象
一条笔直的导轨上放上两个偏振片。
导轨的一段放有一个激光器，另一端是个接收屏幕。
打开开关，一束红色激光束照射出来，移动两个偏振片的角度，当两个偏振器平行时，屏幕上出现一条线状光，而当角度逐渐增大时，屏幕上的光长度逐渐减小，并且强度变暗。
直至两偏振片的夹角为90°时，屏幕上没有红色的区域。
二实验原理
该实验是利用光的横波偏振性。
线偏振光的振动方向始终在一个平面内，它对于光的传播方向而言不是轴对称的。
线偏振光照射在偏振片上，透过的线偏振光的强度遵循马吕斯定律，即I=（cos θ）^2*I。
沿着偏振化的方向振幅为E cosθ，而垂直于偏振化方向的振动被偏正片吸收，由于强度与振幅成正比，所以上述公式成立，并且当θ=90时，得到入射线偏振光全部被偏振片吸收，没有光通过偏振片，即消光现象。
三应用
1 利用反射和折射时的偏振现象可以制成起偏振器和检偏振器，用以产生偏振光和检验偏振光；
2 利用偏振现象来区分线偏振光、自然光和部分偏振光。
物理实验偏振光学实验
4.11 偏振光学实验【实验目的】1． 理解偏振光的基本概念，偏振光的起偏与检偏方法 2． 学习偏振片与波片的工作原理与使用方法【实验原理】1． 光波偏振态的描述一个单色偏振光可分解为两个偏振方向互相垂直的线偏振光的叠加，即12cos cosx yE a t E a t式中，为x 方向偏振分量相对于y 方向偏振分量的位相延迟量。
当0,时，描述的就是一个线偏振光，偏振方向和x 轴的夹角21arctancos aa当/2,/2，且12a a 时，描述的就是一个圆偏振光。
其它情况描述的就是一个椭圆偏振光，椭圆长轴方位角1arctan tan 2cos2，长短轴平方比2222111sin sin 2b a ，其中21arctan aa 。
2． 偏振片偏振片有一个透射轴和一个与之垂直的消光轴，对于理想的偏振片，只有电矢量振动方向于透射轴方向平行的光波分量才能通过偏振片，因此光波通过偏振片后，将变成电矢量沿透射轴方向振动的线偏振光，因此利用偏振片可以产生线偏振光。
对于一个实际的偏振器，沿透射轴方向振动的光波的光强透射率不可能为1，沿消光轴方向振动的光波的光强透射率不可能为0，记为T 1、T 2，则消光比21e T T振动方向和透射轴方向成角的线偏振光经过偏振片后透射率为221212cos sinT T T TT 实验中，消光比可利用下式测得：min 12222max122212I T TT ee I Te T T对于椭圆偏振光则有：242min 242max1I b b b e I a a a3． 延迟器和波片常用的线性延迟器是由双折射材料制成的光学元件，在传播过程中，慢轴分量相对快轴分量将会产生位相延迟r。
相延为22N的延迟器叫1/4波片，相延为21N的延迟器叫1/2波片或半波片，相延r为2N 的延迟叫全波片假设线偏振光振动方向的方位角为，则三种波片的主要结论如下：/4/4/4/2/40,/2椭偏2220,tanb a椭偏222/2,cotb a圆偏b a线偏0,/2线偏 ，透射光振动方向相对于入射光线转过2角 不变将一个1/4波片的轴和另一1/4波片的已知快轴平行，则两个1/4波片可构成一个半波片或者全波片，这在实验上可用于确定波片轴的方向。
最新实验讲义-偏振与双折射实验-.(ppt 精品教学讲义ppt课件
（2）格兰——汤姆逊棱镜（略，得到 o光）
§4 波晶片
1. 椭圆偏振光与圆偏振光的产生 回顾互相垂直的机械振动的合成
x A 1 co t s 1 ) ( y A 2 co t s 2 ) (
为任意值，合振动的轨迹为一般椭圆
k
k 0,1,2,
2 为直线
0
4
3
2
4
k
为椭圆
（1） /2 波片：晶片的厚度为 d ，使光程差为 /2。
d(n0 ne)2
d 2(n0 ne)
d(n0ne)2 符合
k
入射光是线偏振光时，从 /2 波片中出来 仍是线偏振光。
（2） /4 波片：晶片的厚度为 d ，使光程差为 /4。
d(n0 ne)4
d
4(n0 ne)
d(n0ne)2 符合 k
对 O 光：一个折射率 对 e 光：无数个折射率
3. 几个概念
（1）晶体的光轴：是一个特殊的方向，沿着此方向传播 的光不发生双折射。沿此方向o、e光速度相同。
（2）晶体的主截面：光轴与晶体表面法线组成的平面。 （3）光线的主平面：光轴与晶体中光线组成的平面。
注意：
10 o 光 e 光的主平面不一定相同 20 主平面，主截面不一定相同。
o 光的振动方向 o 光的主平面
e 光的振动方向 // e 光的主平面 重点研究：入射光在主截面内的情况
入射光在主截面内 ，则o、e光在主截面内。 o、e光主平面就与主截面为同一平面。
o 光振动方向 e光振动方向
（4） 负晶体
负晶体
v0 ve , n0 ne
n0 常数 ne变化
v0
n c v
偏振化方向 M
偏振光实验
Iθ
I I0 COS 2
绘制 I 和I cos2 曲线图。
实验操作－偏振光实验
4、通过测布儒斯特角求玻璃的折射率
入射光与反射光重合 入射光
法线方向 i1
布儒斯特角 法线方向 i0
n tg(i1 i0 )
求玻璃相对空气的折 射率及相对误差。
反射光为线偏振光
数据处理－偏振光实验
实验原理－偏振光实验
4、马吕斯定律
I1 P1
I 2 P2
I I0 cos2
I0I起偏器Fra bibliotek检偏器
注意：光强与振幅的余弦平方成正比。
实验原理－偏振光实验
5、布儒斯特定律
光线斜射向非金属介质的表面， 当入射角是某一数值时，其反射光 为线偏振光，该入射角叫起偏角， 又称布儒斯特角。
tg n2 / n1
实验原理－偏振光实验
1、偏振光特性
线偏振光：光波振动方向在一个平面内。 部分偏振光：只在某一确定方向上占有相对优 椭势圆。偏振光：光波振动方向随时间有规则变化，末端轨迹程椭圆形。
注意区别自然光与圆偏振光
实验原理－偏振光实验
自然光或圆偏振光
线偏振光或椭圆偏振光
实验原理－偏振光实验
2、1/4波片的作用
偏振光实验
偏振光实验
1.自然光的定义 在空间所有可能的方向上，光波电矢量的分布可
以看作是机会均等的，它们的总和与光的传播方向 对称，这种光称为自然光。
2.偏振光的定义 光波电矢量的振动在某个方向具有相对的优势，
而使其分布对传播方向不再对称，具有这种取向的光 称为偏振光。 3.偏振片的定义 偏振片是人工用特殊方法制成的有选择性吸收的薄膜，具 有二向色性，它只允许透过某一电矢量振动方向的光（此 方向称为偏振化方向），而吸收与它垂直方向振动的光。
《光的偏振实验》课件
椭圆偏振是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上作椭圆运动。
偏振光通过不同介质的现象
偏振光通过透明介质时，其偏振方向会发生改变 偏振光通过反射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过折射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过散射介质时，其偏振方向也会发生改变
观察干涉条纹：记录干涉 条纹的变化，分析光的偏 振特性
实验总结：总结实验结果， 分析光的偏振特性，得出 结论
实验注意事项
确保实验环境 安全，避免光
线直射眼睛
实验过程中， 注意保护实验 器材，避免损
坏
实验过程中， 注意观察实验 现象，及时记
录数据
实验结束后， 及时清理实验 器材，保持实
验室整洁
光的偏振实验结果分析
光的偏振实验原理
光的波动理论
光的波动性：光具有波动性，可以传播和反射
光的偏振：光在传播过程中，其振动方向与传播方向之间存在一定的关系
光的偏振实验：通过实验观察光的偏振现象，验证光的波动性
光的偏振原理：光的偏振是由于光在传播过程中受到介质的影响，导致其振动方向发生变 化
光的偏振态
光的偏振态是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上的振动状 态。 光的偏振态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。
光的偏振的应用
光学仪器中的偏振现象
偏振片：用于改变光的偏振状态，如偏振显微镜、偏振相机等 偏振棱镜：用于分离不同偏振方向的光，如偏振分光镜、偏振棱镜等 偏振光栅：用于分析光的偏振特性，如偏振光栅、偏振光栅相机等 偏振干涉仪：用于测量光的偏振特性，如偏振干涉仪、偏振干涉显微镜等
摄影技术中的偏振应用
《光学实验》偏振光实验
实验内容
一、验证马吕斯定律
由 I ＝ I0 cos２θ
得 I/ I0 = cos２θ
以I/ I0 为纵坐标， θ为横坐标作图
θ（度）
I
I/ I0
0 5 10
… … …
180
二、观察四分之一波片的光学特性
1、在实验1基础上，旋转检偏器使激光完全不能通过，进 入消光状态。 2、在起偏器和检偏器之间加1/4波片，这时可能有光通过 检偏器。(椭圆偏振光) 3、旋转1/4波片，使系统重新进入消光状态。（起偏器透 振方向与波片光轴方向相同，则通过波片后的光为线偏 振光） 4、记下消光状态时的1/4波片方位角，并旋转45度。（通 过波片后为圆偏振光） 5、旋转检偏器记录光强变化。（对于理想状态光强应无较 大变化，近似为一圆偏振光）
三、半导体激光器的偏振特性
1、在实验1基础上取下起偏器。 2、旋转检偏器，记录功率最大值Imax和功率最小 值Imin，以及所对应的角度差，求出此半导体激 光的偏振度。
I max I min P I max I min
角度差 90
0
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。
光的偏振实验讲义
偏振光学实验教案教学方式及时间安排讲解与实际操作，讲解35-45分钟，操作指导20分钟，学生动手操作120分钟,共200分钟,4个学时。
讲解：光是一种电磁波，其电矢量的振动方向垂直于传播方向，是横波。
由于一般光源发光机制的无序性，其光波的电矢量的分布（方向和大小）对传播方向来说是对称的，称为自然光。
当由于某种原因，使光线的电矢量分布对其传播方向不再对称时，我们称这种光线为偏振光。
对于偏振现象的研究在光学发展史中有很重要的地位，光的偏振使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射）规律有了新的认识，并在光学计量、晶体性质研究和实验应力分析等技术部门有广泛的应用。
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。
实验仪器半导体激光器、碘钨灯、硅光电池、UT51 数字万用表、偏振片（2 片）、1/2 波片、1/4 波片、反射镜、玻璃堆、平台和光具座等实验原理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。
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。
普通光源发出的光一般是自然光，自然光不能直接显示出偏振想象。
但自然光可以看成是两个振幅相同，振动相互垂直的非相干平面偏振光的叠加。
在自然光与平面偏振光之间有一种部分偏振光，可以看作是一个平面偏振光与一个自然光混合而成的。
其中的平面偏振光的振动方向就是这个部分偏振光的振幅最大方向。
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。
经典实验讲义-偏振光分析 (测量实验)
偏振光分析 (测量实验)一、实验目的观察光的偏振现象，分析偏振光，起偏，定光轴二、实验原理（一）偏振光的基本概念光是电磁波，它的电矢量E 和磁矢量H 相互垂直，且均垂直于光的传播方向c ，通常用电矢量E 代表代表光的振动方向，并将电矢量E 和光的传播方向c 所构成的平面称为光振动面。
在传播过程中，电矢量的振动方向始终在某一确定方向的光称为平面偏振光或线偏振光，如附图15（a ）。
光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。
由于大量原子或分子的热运动和辐射的随机性，它们所发射的光的振动面，出现在各个方面的几率是相同的。
故这种光源发射的光对外不显现偏振的性质，称为自然光附图15（b ）。
在发光过程中，有些光的振动面在某个特定方向上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上较强，这种的光称为部分偏振光，如图附图15（c ）所示，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律的变化，而电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆。
这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。
附图15（a ） 附图15（b ） 附图15（c ）（二）获得偏振光的常用方法将非偏振光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器。
常用的起偏装置主要有：1、反射起偏器（或透射起偏器）当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。
当入射角达到某一特定值b ϕ时，反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面（见附图16）而角b ϕ就是布儒斯特角，也称为起偏振角，由布儒斯特定律得21/b tg n n ϕ=例如，当光由空气射向n=1.54的玻璃板时，b ϕ=57度若入射光以起偏振角b ϕ射到多层平行玻璃片上，经过多次反射最后透射出来的光也就接近于线偏振光，其振动面平行于人射面。
由多层玻璃片组成的这种透射起偏振器又称为玻璃片堆。
见附图17。
附图16附图17附图182、晶体起偏器利用某些晶体的双折射现象来获得线偏振光，如尼科尔棱镜等。
大学物理实验报告系列之偏振光的分析.
大学物理实验报告系列之偏振光的分析.实验目的：学习偏振光的性质及其检测方法，掌握偏振片的使用，了解偏振光在通过偏振片后的偏振状态的变化。
实验原理：偏振光是在振动方向相同的电磁波的超波前中传播的，是一种只有在一个特定方向上的电磁波。
偏振光有多种产生方式，包括任意光的通过线性偏振器、光通过双折射材料时的一个偏振状态和产生由有机物质引起的有旋性光。
偏振片是实现普通光的偏振的一种光学器件。
在偏振器中，通常使用的是线性偏振器，它具有将只有振动方向平行于传播方向的光通过，同时阻止振动方向垂直于传播方向的光通过的性质。
当光经过一次完美的偏振器时，它只剩下一个特定的偏振状态。
当然，如果光通过多个偏振器，那么可以改变光的偏振状态。
实验步骤：1. 将激光打开，调整方向，让激光通过第一个偏振片。
2. 观察光的强度随着偏振片的旋转而变化。
3. 将通过第一个偏振片的激光再通过一个偏振片。
5. 将第二个偏振片旋转到90度的角度，与第一个偏振片垂直，观察激光的强度。
实验结果：通过实验可以得到以下结果：1. 当激光通过第一个偏振片时，随着偏振片的旋转，光的强度先减小，再增大，再减小。
讨论和分析：通过实验可以看出，当光经过偏振片时，光的偏振状态会改变，这种偏振状态的变化可以通过第二个偏振片的旋转来检测到。
当第二个偏振片旋转到90度的角度时，两个偏振片的振动方向垂直，此时光的强度为最弱，这是因为只有在一个特定方向上的电磁波（也就是偏振光）通过第一个偏振片，然后经过第二个偏振片的特定方向。
如果第二个偏振片的振动方向不是垂直于第一个偏振片光的振动方向，那么光的强度不会完全变为零。
结论：光是一种电磁波，偏振光只有在一个特定方向才存在。
偏振片可以将普通光转化为偏振光，并且可以通过两个偏振片的组合改变光的偏振状态。
实验可以让我们更深入理解电磁波的性质，也为我们在日常生活中应用到偏光器材料提供了一种直观的方法。
第五章光的偏振
第五章光的偏振（Polarization of light）●学习目的通过本章的学习使得学生了解光通过各向异性介质时所产生的偏振现象，初步掌握自然光、线偏振光、椭圆偏振光的检测方法。
●内容提要1、阐明惠更斯作图法，说明光在晶体中的传播规律；2、介绍布儒斯特定律和马吕斯定律；3、阐明自然光、线偏振光、椭圆偏振光的概念和检测方法；4、介绍1/4波片的功用；5、讨论光在各向异性介质中的传播情况。
●重点1、偏振光的检测方法；2、光在晶体中的传播行为。
●难点1、偏振光的检测方法；2、各向异性介质光的传播行为。
●计划学时计划授课时间10学时●教学方式及教学手段课堂集中式授课，采用多媒体教学。
●参考书目1、《光学》第二版章志鸣等编著，高等教育出版社，第七章2、《光学。
近代物理》陈熙谋编著，北京大学出版社，第四章第一节 自然光与偏振光一、光的偏振性1、纵波：波的振动方向和波的传播方向相同的波称为纵波。
2、横波：波的振动方向和波的传播方向相互垂直的波称为纵波。
3、偏振：波的振动方向相对于传播方向的不对称性称为偏振。
只有横波才有偏振现象。
4、振动面：电矢量和光的传播方向所构成的平面称为偏振光的振动面。
二、自然光和偏振光（natural light ）1、偏振光的种类● 平面偏振光：光在传播过程中电矢量的振动只限于某一平面内，则这种光称为平面偏振光。
● 线偏振光：（linearly polarized light ）光在传播过程中电矢量在传播方向垂直的平面上的投影为一条直线，则这种光称为线偏振光。
线偏振光的表示法：● 部分偏振光（partially polarized light ）彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振动的组合称部分偏振光。
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直、不等幅、不相干的线偏振光。
▲部分偏振光的表示：迎着光的传播方向看· · · ·· 光振动垂直板面光振动平行板面圆偏振光和椭圆偏振光光矢量按一定频率在垂直传播方向的平面内旋转（左旋或右旋），其矢端轨迹是圆的称圆偏振光（circularly polarized light ）；其矢端轨迹是椭圆的称椭圆偏振光（ellipticly polarized light ）。
偏振光实验系统讲义
偏振光实验【实验目的】1、通过产生和观察光的偏振状态,掌握产生与检验偏振光的原理和方法；2、验证布儒斯特定律，了解产生与检验偏振光的元件及仪器。
一.光的偏振1.偏振:振动方向对传播方向的非对称性.(1)自然光； (3)完全偏振光 (2)部分偏振光; 2.偏振光的种类:线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光自然光光强:II I y x 21==二. 马吕斯定律光强为I o 的线偏振光通过与其偏振化方向夹角为θ 的偏振片后的透射光的光强为cos 2θo I I =三.布儒斯特定律220π=+i i 反射光为光矢量垂直于入射面的完全偏振光 12n n tgi o =i o 称起偏振角—布儒斯特角折射光在下表面反射时也满足布儒斯特定律—玻璃片堆可起偏也可检偏.【实验原理】四. 晶体的双折射现象1.自然光进入各向异性晶体中,两束折射光均是偏振光: 服从折射定律寻常光线(o 光),振动垂直 o 光的主截面; 不服从折射定律异常光线 ( e 光),振动在 e 光的主截面内.2. o 光和e 光的主折射率o 光的主折射率: oo vc n =v o ：o 光在晶体中的传播速度 e 光的主折射率: ee v cn =v e ：e 光在晶体中垂直于光轴方向的传播速度/五. 波晶片▲ 四分之一波片)2,1,0(4)12()( =+±=-=∆k k d n n e o λ)2,1,0(2)12(2 =+±=∆=k k πλπδ作用:可将入射的线偏振光转变成椭圆(圆)偏振光.▲ 二分之一波片)2,1,0(2)12()( =+±=-=∆k k d n n e o λ)2,1()12(2 =+±=∆=k k πλπδ作用:可将入射的线偏振光的振动面与光轴间夹角旋转2倍,也可使椭圆(圆)偏振光的旋转方向改变.六.椭圆偏振光与圆偏振光两线偏振光的波动方程为:)1()cos(kz t A E x x -=ω)2()cos(ϕω∆+-=kz t A E yy 1). )2,1,0(2 =±=∆k k πϕ 一、三象限振动的线偏振光 2). )2,1,0()12( =+±=∆k k πϕ二、四象限振动的线偏振光3)主轴与坐标轴重合的椭圆,若A x =A y ，则为圆偏振光 4). 20πϕ<∆< 斜椭圆七．获得椭圆(圆)偏振光的方法:1).自然光经起偏后成线偏振光;2). 线偏振光垂直入射到波片(除全波片、半波片)上,且其振动方向与光轴有一夹角;3).从波片射出时,o光与e光合成为椭圆偏振光,其类型决定于波片的厚度及入射线偏振光振动方向与光轴的夹角;4).若要获得圆偏振光,则波片应为1/4波片,且入射线偏振光的振动方向与光轴成45o角.八.偏振态的实验检验自然光圆偏振光线偏振光椭圆偏振光部分偏振光【实验步骤】2.1 反射和折射起偏振 —— 布儒斯特角当自然光倾斜地投射到两种介质（例如空气和玻璃）分界面时，反射光和透射（折射）光一般都是部分偏振光。
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实验五偏振光实验
一、实验目的
了解偏振光的产生方法，掌握椭圆偏振光和圆偏振光的产生方法，验证马吕斯定律。
二、实验原理
自然光经偏振片后，通常产生线偏振光。
线偏振光经波片可以产生位相延迟，然后再合成圆偏振光和椭圆偏振光。
在线偏振光后加一个4/λ波片，若偏振光的振动方向和光轴方向夹角为45°则线偏振光变为圆偏振光。
若偏振光的振动方向和4/λ波片的光轴方向夹角为其它角度，则产生偏振光为椭圆偏振光。
自然光经起偏器后产生线偏振光，线偏振光经检偏器出射，出射的光的强度和偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向的夹角有关，满足马吕斯定律：θ20cos I I =。
三、实验器材
1. 氦氖激光器（波长650nm ）；
2. 偏振片（起偏器）；
3. 4/λ波片；
4. 检偏器；
5. 光电接收器；
6. 手动X 轴旋转架（3个）；
7. 滑座（4个）；
8. 一维导轨 四、实验光路图
激光光源白屏
偏振片旋转架
偏振片
旋转架
插入波片
一维导轨
光路图1
起偏镜检偏镜光电接收器表头
光路图2
五、实验步骤
1.将实验器件如光路图1示顺序摆放在一维导轨上，靠拢调至共轴，然后拉开一定距离。
旋转第二个偏振片，观察接收白屏上的光强的变化。
2.旋转第二个偏振片，将起偏片和检偏片调成正交。
然后在两个偏振片中间插入4/λ波片，旋转4/
λ波片至与起偏片的方向垂直，λ波片，观察接收白屏上光强的变化，旋转4/
然后再旋转45°，此时旋转检偏器，看到接收白屏上的光强不变。
3.旋转4/λ波片和起偏器的夹角为45°以外的其它角度，旋转检偏器，则接收白屏上的光强发生明暗变化，但光强不会消失。
4.把实验器件按光路图2按顺序摆放在一维导轨上，靠拢调至共轴，然后拉开一定距离。
（撤掉白屏，替换成光电接收器，接上电源）
5.当无光照时，表头读数为零。
若不为零，调节调零旋钮，使指针处于零处。
打开激光光源，转动检偏片，观察表头读数，使得输出最大，调节增益旋钮，使输出值在一个合适的位置。
（建议在7-10伏）
6.旋转检偏片在不同角度，记录此时表头输出的电压值。
利用公式计算出理论输出电压值，和实测值进行比较，并进行误差分析。
六、数据处理和分析
七、讨论：
1.如何操作使得光电接收器接收的光强最大？
2.分析说明利用4/λ波片产生圆偏振光的原理。