大学物理仿真实验
偏振光的观察与研究
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实验原理：
1．偏振光的概念和产生：
2．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I1 = I0 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：
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(n0-n1)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λ/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λ/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λ/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象（原因）。
检验偏振光的光路
实验内容：
1.研究λ/4波片对偏振光的影响：
本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、λ/4波片、光屏等。
光路图
（1）按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。然后插入一片λ/4波
片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。
（2）以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360°观察现象。
（3）再将C从消光位置转过15、30、45、60、75、90°，每次都将B转过360，观察实验现象。
2.研究λ/2波片对偏振光的影响：
本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、λ/2波片、光屏等。
光路图
1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在B和A之间再插入一个λ/2波片C。
2：以光线为轴先转动将λ/2波片C转动任意角度破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。
实验过程:
1.正式开始实验：
（1）开始实验后，从实验仪器栏中点击拖拽仪器至实验台上。
（2）光源调节
双击桌面上光源小图标，弹出光源的调节窗体，可以单击光源的开关按钮，切换光源的开关状态；
同时可以点击“选择发出光”按钮来选择光源发出光类型，光源默认发出的是“自然光”。
（3）偏振片调节
双击桌面上偏振片小图标，弹出偏振片的调节窗体。初始化时偏振片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。最大旋转范围为360°，最小刻度为1°。可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转
偏振片。：表示顺时针旋转；：表示逆时针旋转。旋转的最小刻度单位为1°。当鼠标按住选择不放，则偏振片则会不停的旋转，直到鼠标松开。
（4）波晶片调节（含1/2λ和1/4λ波晶片）
双击桌面上波晶片小图标，弹出波晶片的调节窗体。初始化时波晶片的旋转角度是随机的，用户使用时需要手动去校准。最大旋转范围为
360°，最小刻度为1°。可以通过点击调节窗体中旋钮来逆时针或顺时针旋转
偏振片。：表示顺时针旋转；：表示逆时针旋转。旋转的最小刻度单位为1°。当鼠标按住选择不放，则偏振片则会不停的旋转，直到鼠标松开。
（5）光屏调节
双击桌面上光屏小图标，弹出光屏的调节窗体。光屏界面会显示一个光圈，光圈中的光的强度是会根据光源、偏振片、波晶片之间的关系来自动调整的；另外光屏中会显示当前光强的数值(最大值为100)。
（6）实验中用户打开光源，选择好发出光类型后，可以通过旋转偏振片、波晶片来观察光屏上光强的变化。
数据记录
