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光的偏振与解析实验光的偏振与解析实验是光学实验中常见的一种实验方法，用于研究光的偏振性质和进行光学分析。
本文将介绍该实验的原理、实验步骤和实验结果分析。
一、实验原理光的偏振是指光波中电矢量的振动方向在一个平面内取向的现象。
根据振动方向的不同，光的偏振可以分为线偏振光和圆偏振光两种。
线偏振光是指电矢量在一个特定方向上振动的光，可以用一根偏振片（通常是尺寸较大的薄片状透明材料）来实现对光的偏振。
当光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的分量能通过，垂直于振动方向的分量被滤除。
圆偏振光是指电矢量在平面上作圆周运动的光，可以通过使用一种叫做“四分之一波片”的光学元件来实现。
这种波片具有特殊的光学性质，在通过普通的线偏振光后，将其转化为圆偏振光。
二、实验步骤1. 实验器材准备：偏振片、四分之一波片、偏振光源、光屏等。
2. 调整偏振片的位置和方向，使其能够最大限度地挡住光源的光线。
调整四分之一波片的位置和角度，以获得圆形偏振光。
3. 把偏振片与四分之一波片放在光源和光屏之间的适当位置，使其透射光在光屏上形成清晰的光斑。
4. 改变偏振片的方向和四分之一波片的角度，观察光斑的变化。
记录下每次调整后的光斑形状和颜色。
三、实验结果分析通过观察光斑的形状和颜色的变化，可以得出以下结论：1. 当偏振片与四分之一波片的振动方向平行时，透射光形成线偏振光，光斑呈椭圆形。
2. 当偏振片与四分之一波片的振动方向垂直时，透射光形成圆偏振光，光斑呈圆形。
3. 在透射光的过程中，通过改变两者的方向和角度，光斑的形状和颜色会发生变化。
根据以上实验结果，可以进行光学分析：1. 通过偏振片的调整，可以过滤掉光波中的某个特定方向的电矢量分量，从而得到所需要的线偏振光。
2. 四分之一波片通过将线偏振光转化为圆偏振光，具有较大的应用价值。
例如在3D电影、液晶显示器等领域中，圆偏振光的特性可以提供更好的观看效果。
总结：光的偏振与解析实验是一种用于研究光的偏振性质和进行光学分析的实验方法。
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。
光的偏振研究实验报告光的偏振研究实验报告引言：光是一种电磁波，它的波动方向可以在空间中任意方向上振动。
然而，当光经过特定的材料或通过特定的装置时，它的振动方向会受到限制，这就是光的偏振现象。
光的偏振研究对于理解光的性质和应用具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法研究光的偏振现象。
实验一：偏振片的特性实验一旨在研究偏振片的特性。
我们使用了一块线性偏振片和一个光源。
首先，我们将光源放置在一个固定位置，并将线性偏振片放在光源前方。
然后，我们旋转线性偏振片，观察光的强度变化。
实验结果显示，当线性偏振片的振动方向与光的振动方向垂直时，光的强度最小；而当线性偏振片的振动方向与光的振动方向平行时，光的强度最大。
这表明线性偏振片可以限制光的振动方向。
实验二：双折射现象实验二旨在研究双折射现象。
我们使用了一块双折射晶体和一个光源。
首先，我们将光源放置在一个固定位置，并将双折射晶体放在光源前方。
然后，我们观察光通过双折射晶体后的变化。
实验结果显示，当光通过双折射晶体时，光线会分为两束，分别沿着不同的方向传播。
这表明双折射晶体可以将光分解为两个不同的振动方向。
实验三：偏振光的旋转实验三旨在研究偏振光的旋转现象。
我们使用了一个旋转的偏振片、一个光源和一个偏振光旋转仪。
首先，我们将光源放置在一个固定位置，并将旋转的偏振片放在光源前方。
然后，我们通过偏振光旋转仪观察光的旋转现象。
实验结果显示，当旋转的偏振片的旋转角度改变时，光的振动方向也会相应改变。
这表明偏振光的旋转角度与偏振片的旋转角度有关。
实验四：马吕斯定律实验四旨在验证马吕斯定律。
我们使用了一个光源、一个偏振片和一个检偏器。
首先，我们将光源放置在一个固定位置，并将偏振片放在光源前方。
然后，我们在光源后方放置一个检偏器，并旋转检偏器的角度。
实验结果显示，当检偏器的角度与偏振片的角度相同时，光的强度最大；而当检偏器的角度与偏振片的角度垂直时，光的强度最小。
这验证了马吕斯定律，即光通过偏振片后，只有与偏振片相同方向的光能通过检偏器。
实验一 光偏振实验光的偏振现象是波动光学中一种重要现象,对于光的偏振现象的研究,使人们对光的传播(反射、折射、吸收和散射等）的规律有了新的认识。
特别是近年来利用光的偏振性所开发出来的各种偏振光元件，偏振光仪器和偏振光技术在现代科学技术中发挥了极其重要的作用,在光调制器、光开关、光学计量,应力分析、光信息处理、光通信、激光和光电子学器件等方面都有着广泛的应用。
本实验将对光偏振的基本知识和性质进行观察、分析和研究. 【实验目的】1、 了解偏振光的种类。
着重了解和掌握线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的产生及检验方法2、 了解和掌握1/4波片的作用及应用.3、 了解和掌握1/2波片的作用及应用。
4、 验证马吕斯定律【实验原理】 1、偏振光的种类光是电磁波，它的电矢量E 和磁矢量H 相互垂直，且又垂直于光的传播方向，通常用电矢量代表光矢量，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，按光矢量的不同振动状态,可以把光分为五种偏振态：如矢量沿着一个固定方向振动，称线偏振光或平面偏振光;如在垂直于传播方向内，光矢量的方向是任意的,且各个方向的振幅相等，则称为自然光；如果有的方向光矢量振幅较大,有的方向振幅较小，则称为部分偏振光；如果光矢量的大小和方向随时间作周期性变化，且光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的轨迹是圆或椭圆，则分别称为圆偏振光或椭圆偏振光。
2、线偏振光的产生 1）反射和折射产生偏振根据布儒斯特定律，当自然光以n i b arctan 的入射角从空气或真空入射至折射率为n 的介质表面上时，其反射光为完全的线偏振光，振动面垂直于入射面;而透射光为部分偏振光.b i 称为布儒斯特角。
如果自然光以b i 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。
2)偏振片它是利用某些有机化合物晶体的“二向色性”制成的，当自然光通过这种偏振片后，光矢量垂直于偏振片透振方向的分量几乎完全被吸收，光矢量平行于透振方向的分量几乎完全通过，因此透射光基本上为线偏振光. 3、波晶片波晶片简称波片,它通常是一块光轴平行于表面的单轴晶片。
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。
光的偏振实验马吕斯定律光的偏振实验马吕斯定律光的偏振是指光波振动方向的特性。
在物理学中，马吕斯定律是描述光的偏振性质的基本定律之一。
本文将介绍光的偏振实验以及马吕斯定律的原理与应用。
一、光的偏振实验光的偏振实验是通过一系列实验来观察和测量光波在通过偏振器材料时的偏振现象。
常用的偏振实验方法包括偏振片实验、旋光仪实验等。
1. 偏振片实验偏振片是一种特殊的光学材料，可以选择允许特定振动方向的光通过。
在偏振片实验中，我们可以通过两块偏振片的组合来观察光的偏振现象。
通常，将第一块偏振片设置为偏振器，通过旋转它的角度，可以改变光波通过的偏振方向。
随后，将第二块偏振片作为分析器，用于观察通过的光的强度。
根据分析器的角度，我们可以观察到光的透射光强度的变化。
2. 旋光仪实验旋光仪是一种常用的光学仪器，用于测量物质的旋光性质。
旋光性是指物质对偏振光的旋转效应。
在旋光仪实验中，通过旋转样品槽里的物质，可以观察到经过样品后偏振光旋转的现象。
二、马吕斯定律的原理马吕斯定律是法国科学家马吕斯在1808年提出的，该定律描述了光在通过各向同性材料（无论是吸收还是反射）时的偏振性质。
根据马吕斯定律，当一束不偏振光从一个均匀各向同性介质（例如空气、玻璃等）射入时，经过该介质后的光将成为线偏振光。
具体来说，假设光波的振动方向与入射面垂直，那么经过介质后，与入射面垂直的振动方向会被选择性地减弱，而平行于入射面的振动方向则会保持不变。
马吕斯定律的实质是光的振动方向在介质中受到选择性的吸收和减弱，从而导致光的偏振现象。
三、马吕斯定律的应用马吕斯定律在生活和科学研究中有着广泛的应用。
1. 偏振片根据马吕斯定律的原理，偏振片可以选择性地通过特定方向的光波，使其成为偏振光。
这种特性被广泛应用于摄影、光学仪器、偏振显微镜等领域。
2. 偏振光的产生与检测马吕斯定律的原理可以通过适当的实验装置来产生和检测偏振光。
例如，通过透镜和线性偏振片的组合，可以用于研究偏振光与物质的相互作用，有助于了解材料的光学性质。
光的偏振实验光的偏振实验是一种通过研究光的振动方向来探索光的性质的方法。
在这个实验中，我们需要使用偏振器、分析器和检测器等仪器来观察并测量光的偏振状态。
本文将从物理定律，实验准备和过程以及实验的应用和其他专业性角度展开详细的解读。
一、物理定律1. 麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本定律，其中包括电场和磁场的生成和相互作用规律。
在光的传播中，麦克斯韦方程组揭示了电磁波的存在和传播方式。
2. 偏振光：光的偏振是指光波中的电矢量在传播方向上的振动方向。
根据光波振动的方向不同，可以分为线偏振和圆偏振两种。
3. 偏振器和分析器：偏振器是用于过滤掉特定方向光振动的器件，常见的偏振器有偏振片、偏振镜等。
而分析器则是用于检测和分析经过偏振器筛选后的光的偏振状态。
二、实验准备和过程1. 实验所需器材：（1）激光器：用于产生高度偏振的光束。
（2）偏振片和分析片：用于选择或调整光的偏振方向。
（3）光源：可以是一个荧光灯、LED或者其他非偏振光源，用于观察光的偏振性质。
（4）光学平台和支架：用于搭建实验装置。
（5）检测器：用于测量光的强度。
2. 实验过程：（1）先将激光器使用偏振片产生一个线偏振的光束。
（2）将产生的线偏振光束通过一个旋转的分析片，观察光的强度随着旋转角度的变化。
（3）调整分析片的角度，使得光的强度最小，此时分析片的方向与光的偏振方向垂直。
（4）再次旋转分析片，观察光的强度随着旋转角度的变化。
（5）通过不同的实验操作，改变分析片的位置和角度，观察光的透射和强度的变化。
三、实验应用和其他专业性角度1. 通信领域：光的偏振性质在光纤通信中起着重要作用。
通过研究光的偏振，可以优化光纤通信系统的稳定性和传输效率。
2. 光学器件开发：对于设计和制造偏振器件、光学滤波器等光学元件时，通过光的偏振实验可以验证设计的性能和效果，并进一步优化器件的特性。
3. 光学成像：在显微镜、摄影镜头和激光打印机等设备中，光的偏振性质被广泛应用。
光的偏振实验光是一种电磁波，它具有波动性质和偏振性质。
在光的传播过程中，光的振动方向可以是任意方向。
然而，通过适当的排列，我们可以使光的振动方向限制在特定方向上，这就是光的偏振实验。
1. 简介光的偏振实验是一项用来研究光的偏振性质的实验。
为了实现这个目的，科学家们利用了各种方法来产生和检测偏振光。
通过偏振实验，我们可以更深入地了解光的本质以及光的行为。
2. 实验装置光的偏振实验涉及到一系列光学元件，如偏振片、波片和分光镜等。
偏振片是一种特殊的光学器件，可以将非偏振光转化为偏振光。
而波片是一种可以改变光振动方向的器件。
分光镜则用于将光分成两束，以便进行比较分析。
3. 实验过程在进行光的偏振实验时，首先需要有一个光源，可以是激光光源或者白光源。
接下来，通过偏振片来产生偏振光。
将偏振片放置在光源前方，可以将非偏振光转化为特定方向的偏振光。
然后，使用波片来改变光的振动方向。
波片的旋转角度可以用来调节光的偏振方向。
通过旋转波片，我们可以观察到光的强度的变化，从而确定光的振动方向。
最后，利用分光镜将光分成两束，可以将一束光通过参比物，另一束光通过待测物，进而进行比较。
通过观察两束光的相对强度差异，我们可以了解到待测物对光的偏振性的影响。
4. 应用举例光的偏振实验在许多不同领域有着广泛的应用。
例如，在材料科学中，通过偏振实验可以研究材料的结构和性质。
在生物医学领域，偏振实验可以用来研究细胞和组织的形态和结构。
此外，光的偏振实验还可以应用于光通信、光显示等技术中。
通过控制光的偏振性，可以实现更高效的光信息传输和显示。
5. 总结光的偏振实验是一种用来研究光的偏振性质的重要实验。
通过适当的装置和操作，我们可以产生和检测偏振光，从而更好地理解光的本质和行为。
光的偏振实验在多个领域有着广泛的应用，对于科学研究和技术发展具有重要意义。
以上是关于光的偏振实验的文章，希望能够满足您的要求。
光的偏振实验与分析光的偏振是指光波在空间中传播时，电场矢量在某个特定方向上的偏振方式。
光的偏振实验是研究光波偏振性质的重要手段之一。
本文将介绍光的偏振实验的基本原理和分析方法。
一、实验装置与原理偏振实验中常用的装置包括偏振片、偏振镜、法布里-珀罗干涉仪等。
偏振片是根据马克斯韦方程组的解析解而研制出来的，能够选择性地吸收波矢与晶体光轴平行或垂直方向上的分量。
偏振片的作用是将自然光转为具有一定偏振方向的偏振光。
法布里-珀罗干涉仪是一种用于测量光波偏振性质和薄膜膜层厚度的仪器。
它由一个光源、两块半反射薄膜、一个分束器和一个能够旋转的分析器组成。
当光波经过半反射薄膜时，会产生相干光波的干涉，干涉光通过分束器分成两束，分别经过两个光程不同的路径。
二、实验步骤1. 准备实验装置：包括光源、偏振片、偏振镜、法布里-珀罗干涉仪等。
2. 调整光源：将光源调整到合适亮度，并保持稳定。
3. 调整偏振片：将偏振片插入光路中，在光源和法布里-珀罗干涉仪之间逐渐旋转，观察干涉图案的变化。
4. 调整法布里-珀罗干涉仪：调整干涉仪中的分析器，观察干涉图案的变化，获取相应的数据。
5. 分析实验数据：根据实验数据进行偏振性质的分析与计算。
三、实验结果与分析通过实验数据的收集和分析，可以得到光波的偏振方向、振幅和相位等信息。
例如，通过法布里-珀罗干涉仪测量到的干涉图案可以得到光波传播的相位变化情况，进而得到偏振方向。
四、应用领域与重要性光的偏振实验在很多领域具有重要的应用价值。
例如，在光学领域中，光的偏振实验可以用于测量材料的光学性质、研究光传播的机制等；在生物医学领域，光的偏振实验可以用于研究细胞和组织的结构、功能以及疾病的诊断和治疗等。
因此，掌握光的偏振实验的原理和方法对于推动科学研究和技术应用具有重要意义。
总结：光的偏振实验是研究光波偏振性质的一种有效手段，通过使用偏振片和法布里-珀罗干涉仪等实验装置，可以获得光波的偏振方向、振幅和相位等信息。
一、实验目的1. 理解光的偏振性及其产生机制。
2. 掌握使用偏振片和偏振光实验装置观察和分析光的偏振现象。
3. 验证马吕斯定律，即偏振光通过偏振片后的光强与偏振片的角度关系。
4. 探究不同类型偏振光（如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光）的产生和检测方法。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波性质。
在垂直于光传播方向的平面上，光矢量（即电场矢量E）可以有不同的振动方向。
当光矢量在某一固定平面上振动时，称为线偏振光；若光矢量绕传播方向旋转，则形成圆偏振光；若光矢量绕传播方向旋转的轨迹为椭圆，则形成椭圆偏振光。
偏振片是一种选择性吸收特定方向光振动的光学元件。
当自然光通过偏振片时，只允许与偏振片方向平行的光振动通过，从而产生线偏振光。
通过改变偏振片的方向，可以观察偏振光的强度变化，验证马吕斯定律。
三、实验仪器与材料1. 偏振片（起偏器、检偏器）2. 自然光源（如白炽灯、激光器）3. 毫米尺4. 透明玻璃板5. 旋转台6. 光强计7. 记录纸及笔四、实验步骤1. 将自然光源放置在实验台上，调整光路使其成为平行光。
2. 将起偏器放置在光路中，调整其方向，使自然光通过起偏器后成为线偏振光。
3. 将检偏器放置在起偏器之后，调整其方向，观察光强变化。
4. 记录检偏器方向与起偏器方向之间的夹角θ，以及相应的光强I。
5. 改变检偏器的方向，重复步骤3和4，记录不同夹角θ下的光强I。
6. 根据实验数据，绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线，验证马吕斯定律。
7. 将透明玻璃板放置在光路中，观察光通过玻璃板后的偏振现象。
8. 通过旋转透明玻璃板，观察不同角度下的偏振现象，探究不同类型偏振光（如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光）的产生和检测方法。
五、实验结果与分析1. 验证马吕斯定律：根据实验数据绘制光强I与夹角θ之间的关系曲线，发现光强I与夹角θ之间呈余弦关系，验证了马吕斯定律。
2. 探究偏振光类型：通过旋转透明玻璃板，观察到不同角度下的偏振现象。
光的偏振实验光的干涉和衍射现象表明光是一种波动,但这些现象还不能告诉我们光是纵波还是横波，光的偏振现象清楚的显示了光的横波性。
历史上，早在光的电磁理论建立以前，在杨氏双缝实验成功以后不多年，马吕斯（E.L.Malus ）于1809年就在实验上发现了光的偏振现象。
【实验目的】1．验证马吕斯定律；2．产生和观察光的偏振状态；3．了解产生与检验偏振光的元件和仪器； 4．掌握产生与检验偏振光的条件和方法。
【实验仪器】光源（白炽灯或可见光激光器）、起偏器、检偏器、光屏或光功率指示器、 /4波片。
【实验原理】光波是一种电磁波，电磁波是横波，光波中的电矢量与波的传播方向垂直。
光的偏振现象清楚的显示了光的横波性。
光波的电矢量E 和磁矢量H 相互垂直，且都垂直于光的传播方向c （图1）。
通常用电矢量E 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。
我们知道光有五种偏振状态，即线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光、自然光和部分偏振光。
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（图2a ）。
光源发射的光是由大量分子或原子辐射构成的。
单个原子或分子辐射的光是偏振的，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向的几率是相同的。
一般说，在10-6秒内各个方向电矢量的时间平均值相等，故这种光源发射的光对外不显现偏振的性质，称为自然光（图2b ）。
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，这样的光称为部分偏振光（图2c ）。
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，电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹是椭圆或圆，这种光称为椭圆偏振EcH图1 E ， H ， c 三者之间的关系图2 线偏振光、自然光及部分偏振光abcx图3a 椭圆偏振光的合成光或圆偏振光（图3a ）。
其中线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。
椭圆偏振光可看作是两个沿同一方向z 传播的振动方向相互垂直的线偏振光的合成：如图1所示：)cos(kz t A E x x -=ω （1） )cos(εω+-=kz t A E y y （2）式中A 为振幅，ω为两光波的圆频率,t 表示时间，k 为波矢量的数值，ε为两波的相对位相差。
合成矢量E 的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆。
椭圆的形状、取向和旋转方向，由A x 、A y 和ε决定。
当A x ＝A y 及ε＝±π/2时，椭圆偏振光变为圆偏振光；当A x （或A y ＝0）及ε＝0或±π时，椭圆偏振光变为线偏振光（图3b ）。
本实验中主要考察的是光的各种偏振态的改变。
（一）自然光变为线偏振光一束自然光入射到介质的表面，其反射光和折射光一般是部分偏振光。
在特定入射角即布儒斯特角θb 下，反射光成为线偏振光，其电矢量垂直于入射面。
若光是由空气入射到折射率为玻璃平面上（图4a ），则5712==n n tg b θ （3） 玻璃θb. . . . . .. 空气图4a 用玻璃片产生反射全偏振光图3b 偏振态的转化-π<ε<-π/2-π/2<ε<0 0<ε<π/2 π/2<ε<πε=-π/2 左旋右旋=π若入射光以布儒斯特角θb 射到多层平行玻璃片上，经多次反射最后透射出来的光也就接近于线偏振光，其振动面平行于入射面。
由多层玻璃片组成的这种透射起偏器又称为玻璃片堆。
（图4b ）.自然光经过偏振片，其透射光基本上变为线偏振光，这是由于偏振片具有选择吸收性的缘故，入射光波中，电矢量E 垂直于偏振片透光方向的成分被强烈吸收，而E 平行于透光方向的分量则吸收较少。
（二）波晶片利用单轴晶体的双折射，所产生的寻常光（o 光）和非常光（e 光）都是线偏振光。
前者的E 垂直于o 光的主平面（晶体内部某条光线与光轴构成的平面），后者的E 平行于e 光的主平面。
波晶片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。
当一束单色平行自然光正入射到波晶片上，光在晶体内部便分解为o 光与e 光。
o 光电矢量垂直于光轴，e 光电矢量平行于光轴。
而两者的传播方向不变，仍都与界面垂直。
但o 光在晶体内的波速为v o , e 光为v e ，即相应的折射率n o 、n e 不同。
设晶片的厚度为L,则两束光通过晶片后就有位相差：L n n e o )(2-=λπδ（4）其中λ为光波在真空中的波长。
δ＝2k π的晶片，称为全波片；δ＝2k π±π时，为半波片；δ＝2k π±π/2为四分之一波片； （三）偏振光的检测鉴别光的偏振态的过程称为检偏，它所用的装置称为检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是通用的。
用于起偏的偏振片称为起偏器，用于检偏的称为检偏器。
按照马吕斯定律，强度为I 0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为：θ20cos I I =（5）图4b 用玻璃片堆产生线偏振光式中θ为入射光偏振方向与检偏器的偏振轴之间的夹角。
显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I 将发生周期性变化。
当θ＝0时，透射光强度为极大值；当θ＝90︒时，透射光强度为极小值，我们称之为消光状态，接近于全暗；当0<θ<90︒时，透射光强度I 介于最大值和最小值之间。
因此，根据透射光强度变化的情况，可以区别线偏振光、自然光和部分偏振光。
图5表示自然光通过起偏器和检偏器的变化情况。
五种偏振态的光可以通过下述方法来辨别：（表1）（四）通过波晶片后光的偏振态的变化平行光垂直入射到波晶片内，分解为o 分量和e 分量。
透过波晶片，二者之间产生一附加位相差δ。
离开波晶片时合成光波的偏振性质。
决定于δ及入射光的性质。
自然光通过波晶片后仍为自然光。
因为自然光的两个正交分量之间的位相差是无规则的，通过波晶片，引入一恒定的位相差δ，其结果还是无规则的。
线偏振光通过波晶片，其电矢量E 平行于e 轴（或o 轴），则任何波晶片对它都不起作用，出射光仍然为原来的线偏振光。
因为这时只有一个分量，谈不上振动的合成与偏振态的改变。
除上述两种情况外，偏振光通过波晶片，一般其偏振态都要变化。
我们可以通过其振动的合成来看其偏振态的变化情况：我们知道，两个相互垂直、同频率且有固定位相差的简谐振动（例如通过波晶片后的e 光和o 光的振动）可用下列方程表示：t A x x ωcos =（6） )cos(δω+=t A y y（7）起偏器检偏器图5 自然光通过起偏器和检偏器的变化从以上两式中消去时间t ，经三角运算后得到合振动的方程为：δδ22222sin cos 2=-+eo oeA A xyA y A x （8）一般而言，（8）式为一椭圆方程，即合振动的轨迹在垂直于传播方向的平面内，且呈一椭圆形。
它代表椭圆偏振光。
当δ＝K π (K =0,1,2,3,…，)时，(8)式变为直线方程，表示合振动是线偏振光；当δ＝(K ＋1/2)π (K =0,1,2,3,…，)时，(8)式变为正椭圆方程，表示合振动是正椭圆偏振光； 当δ＝(K ＋1/2)π (K =0,1,2,3,…，)且有A o ＝A e 时，(8)式变为圆方程，表示合振动是圆偏振光； 当δ不等于以上各值时，合振动为不同长短轴组合成的椭圆偏振光。
如图6所示，当振幅为A 的线偏振光垂直射到λ/2波片，在其表面上分解为：t A E e e ωcos =（9） )cos(εω+=t A E o o πε或0=（10）出射光表示为：)2cos(L n t A E e e e λπω-= （11） )2cos(L n t A E o o o λπεω-+=（12）上式可以写为：t A E e e ωcos =（13）πδδεωλπλπεω=-+=+-+=)cos()22cos(t A L n L n t A E o e o o o （14）出射光的两正交分量的相对应的位相差有δε-决定，现有：图6 偏振光经λ/2波片后的情况⎩⎨⎧=--=-=-00ππππδε（15）这说明出射光也是线偏振光，但振动方向与入射光的不同。
若入射光与波晶片光轴成θ角，则出射光与光轴成－θ角。
即线偏振光经过λ/2波片电矢量振动方向转过了2θ角。
若入射光为椭圆偏振光，类似的分析可知，半波片也改变椭圆偏振光长短轴的取向。
此外，半波片还改变椭圆偏振光或圆偏振光的旋转方向。
当偏振光正入射于λ/4波片，仿照上述分析可得出射光为：t A E e e ωcos =（16） 2)cos(πδδεω±=-+=t A E o o（17）1．当振幅为A 的线偏振光垂直射到λ/4波片，且振动方向与波片光轴成θ角时，由于e 光和o 光的振幅分别为A cos θ和A sin θ，是θ的函数，所以通过λ/4波片后合成的光的偏振态也将随角度θ的变化而不同。
1）当θ＝0时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光； 2）当θ＝π/2时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光； 3）当θ＝π/4且A o ＝A e 时，获得圆偏振光；4）当θ为其他值时，ε＝0，π，获得光为正椭圆偏振光； ε－δ＝π/2，对应右旋。
ε －δ＝－π/2，对应左旋。
2．入射光为圆偏振光：ε＝±π/2，此时A o ＝A e ，上式代表线偏振光。
ε－δ＝0，出射光电矢量沿一、三象限；ε－δ＝π，出射光电矢量沿二、四象限。
3．入射光为椭圆偏振光：ε在－π到＋π间任意取值，出射光一般为椭圆偏振光。
特殊情况下，ε＝±π/2，即入射光为正椭圆偏振光（相对于波晶片的快慢轴而言），也就是波片的光轴与椭圆的长短轴相重合时，ε－δ＝0或π，出射光为线偏振光。
【实验内容】（一） 起偏和检偏、鉴别自然光和偏振光、验证马吕斯定律1．以白炽灯为光源，按实验室所给的器材，选择并设计产生一束平行光的实验方案。
使平行光束垂直射到偏振片P 上，以P 作为起偏器，旋转P ，观察并描述光屏E 上光斑强度的变化情况。
2．在P 后加入作为检偏器的偏振片A ，固定P 的方位，转动A ，观察、描述光屏E 上光斑强度的变化情况，与步骤1所得的结果比较，并作出解释。
3．以光功率指示器代替光屏接收A 出射的光强，具体操作：（1）调整激光器和光探头的高度使激光射入光探头Φ6.0孔。
（2）放上起偏器P 找到它的实际零点（即光功率指示器数值最大的位置）。
（3）放上检偏器A 同样找到它的实际零点（方法通上）（4）在实际零点的基础上每转过10︒记录一次相应的光电流值，完成图表0.00.51.01.52.02.5angle (degree)P (m W )在极坐标纸上作出转动角θ与光电流I 的曲线（或在直角坐标纸上作I 和cos 2θ的关系曲线），来验证马吕斯定律。
