偏振光的观察与研究(试题学习)

实验报告

PB09214023葛志浩 PB09214047卢焘 2011-11-22 得分：

实验题目：偏振光的观察与研究

实验目的:1．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。

2．了解偏振光的分类以及产生和检验方法，掌握马吕斯定律。

3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4．观测椭圆偏振光和圆偏振光。

实验仪器：激光器，起偏器，检偏器，硅光电池，1/4波片，光电流放大器，分束板。

实验原理：

一，偏振光的基本概念和分类

光的偏振是指光的振动方向不变，或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。光有五种偏振态：自然光（非偏振光），线偏振光，部分偏振光，圆偏振光，椭圆偏振光

二，产生偏振光的方法：

1，利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。

反射光中的垂直于入射面的光振动（称s 分量）多于平行于入射面的光振动（称p 分量）；而透射光则正好相反。在改变入射角的时候，出现了一个特殊的现象，即入射角为一特定值（称为布雷斯特角）时，反射光成为完全线偏振光（s 分量）。折射光为部分偏振光，而且此时的反射光线和折射光线垂直，这种现象称之为布儒斯特定律。该方法是可以获得线偏振光的方法之一。通过测量介质的布雷斯特角可以得到介质的折射率。

1

2n n tg =

α ）1（

2，利用光学棱镜，如尼科尔棱镜，格兰棱镜等。 3，利用偏振片。

三，改变光的偏振态的元件——波晶片。

平面偏振光垂直入射晶片，如果光轴平行于晶片表面，会产生比较特殊的双折射现象，这时非常光e 和寻常光o 的传播方向是一致的，但速度不同，因而从晶片出射时会产生相位差。

线偏振光垂直入射1/4波片，其振动方向与波片光轴成角θ，则出射光的偏振态与θ的关系如下：

1，20πθ或

=时，出射光为线偏振光； 2，4π

θ=时，出射光为圆偏振光；

3，θ为其它值时，出射光为椭圆偏振光。

利用偏振片可以由自然光得到线偏振光，利用1/4波片可以由线偏振光得到圆偏振光和椭圆偏振光。

四，马吕斯定律：θ20cos I I = （2）

实验内容及步骤：

一，调节仪器和观察消光现象。

如图（一）所示放置好实验仪器，旋转P2，观察出射光强的变化。

二，验证马吕斯定律。

如图（二）所示放置好实验仪器，将P1度盘读数调为0，旋转P2，记录P2度盘读数θ和D1，D2光电流读数21I I ，。

三，根据布雷斯特定律测定介质的折射率。

如图（三）所示放置好实验仪器，调节P1使D2读数最小，再调节样品角度α使D2最小。