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实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的（1）了解自然光和偏振光的定义及特性。
（2）观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。
（3）了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。
二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等）。
三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光：由普通光源所发射的光波，在光的传播方向上，任意一个场点，光矢量既有空间分布的均匀，又有时间分布的均匀性。
偏振光：光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。
部分偏振光：光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。
平面偏振光：光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。
圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向，但大小不变，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。
椭圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量即改变它的大小，又以一定的角速度转动它的方向，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。
2.偏振光的产生及检验方法（1）平面偏振光的产生和检验方法：产生：本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。
偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的，这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领，当自然光入射到这些晶体上时，透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上，形成了平面偏振光。
检验：线性偏振光通过检偏器后，按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器，透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时，透射光的强度最大，当α= (π/2)/(3π/2)时，透射光的强度为0，出现消光现象。
所以偏振器旋转一周，透射光的强度将发生强弱变化，并且消光两次，根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。
（2）椭圆和圆偏振光的产生和检验方法：产生：波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。
双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
【实验名称】偏振光的分析【实验目的】1．观察光的偏振现象，巩固理论知识，加深对光的偏振现象的认识。
2．学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生和定性检验方法。
【实验仪器】He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。
【实验原理】1．光的偏振状态偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。
它是横波的重要特性。
光在传播过程中，若电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为直线偏振光，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；若光波电矢量的振动随时间作有规律的改变，即电矢量的末端在垂直于光传播方向的平面上的轨迹是圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光和椭圆偏振光；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。
2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。
直线偏振光垂直通过波片的偏振状态入射线偏振光的振动方向与波片光轴间的夹角≠0°，≠45°，≠90°转过2的直线偏振光正椭圆偏振光，长短轴之比为tg，ctg内切于边长比为tg的矩形的椭圆偏振光3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤【实验内容】1． 测定玻璃对激光波长的折射率 2． 产生并检验圆偏振光3．产生并检验椭圆偏振光【数据表格与数据记录】οοο58308250211=-=-=ϕϕp i οοο57307250212=-=-=ϕϕp i οοο57307250213=-=-=ϕϕp i οοο56306250214=-=-=ϕϕp i οοο58308250215=-=-=ϕϕp i οοο57307250216=-=-=ϕϕp i οοο56306250217=-=-=ϕϕp iο57771=+⋅⋅⋅⋅+=p p p i i i5399.157tan tan ===οn i p波长为时玻璃对于空气的相对折射率为。
大学物理实验报告偏振光大学物理实验报告：偏振光引言在物理学中，光是一种电磁波，它的振动方向可以是任意的。
然而，当光通过特定的材料或经过特定的处理后，它的振动方向会被限制在一个特定的方向上，这种光称为偏振光。
偏振光在现代科技中有着广泛的应用，例如液晶显示屏、偏振墨镜等。
本次实验旨在通过实际操作和测量，深入了解偏振光的特性和相关原理。
实验一：偏振片的特性实验一旨在研究偏振片的特性。
我们使用了一束白光，通过一系列偏振片，观察光的强度变化。
首先，我们将一片偏振片放在光源前方，并调整偏振片的方向。
我们观察到，当偏振片的方向与光的振动方向垂直时，光的强度最小；而当偏振片的方向与光的振动方向平行时，光的强度最大。
这表明偏振片可以选择性地通过特定方向的光，而阻挡其他方向的光。
接下来，我们在光源后方再放置一片偏振片，并将其方向与前一片偏振片的方向垂直。
我们发现，光的强度几乎为零，无法通过第二片偏振片。
这是因为第一片偏振片已经选择性地通过了特定方向的光，而第二片偏振片的方向与通过的光垂直，导致光无法通过。
实验二：马吕斯定律的验证实验二旨在验证马吕斯定律，即光的振动方向在经过偏振片后会发生旋转。
我们使用了一束偏振光，并在光路中加入了一片旋转的偏振片。
通过调整旋转偏振片的角度，我们观察到光的强度发生了周期性的变化。
这说明光的振动方向在经过旋转偏振片后发生了旋转。
进一步实验表明，当旋转偏振片的角度为90°时，光的强度最小；而当旋转偏振片的角度为0°或180°时，光的强度最大。
这与马吕斯定律的预期结果一致。
实验三：马吕斯定律的应用实验三旨在利用马吕斯定律，实现光的偏振和解偏振。
我们使用了一束偏振光，并在光路中加入了一片旋转的偏振片。
通过调整旋转偏振片的角度，我们可以改变光的偏振方向。
然后，我们加入一片固定方向的偏振片，将光通过。
我们观察到，当旋转偏振片的角度与固定偏振片的方向垂直时，光无法通过；而当旋转偏振片的角度与固定偏振片的方向平行时，光可以通过。
大学物理偏振光实验报告大学物理偏振光实验报告引言：偏振光是光波在传播过程中振动方向固定的光波，其振动方向与传播方向垂直。
在本次实验中，我们将通过一系列实验来研究偏振光的性质和应用。
通过实验，我们将探索偏振光在介质中的传播规律、偏振片的工作原理以及偏振光的应用。
实验一：偏振片的特性研究在这个实验中，我们将使用偏振片来研究偏振光的特性。
首先，我们将光源调整到最亮的状态，然后将一个偏振片放在光源前方。
随着我们旋转偏振片，我们会观察到光的强度发生变化。
这是因为偏振片只允许特定方向的光通过，其他方向的光被滤除掉。
通过旋转偏振片，我们可以改变通过偏振片的光的振动方向，从而改变光的强度。
实验二：马吕斯定律的验证在这个实验中，我们将验证马吕斯定律，即入射光的偏振方向与透射光的偏振方向之间的关系。
我们将使用一个偏振片作为偏振器，一个偏振片作为分析器。
我们将调整偏振器的角度，观察透射光的强度变化。
根据马吕斯定律，当偏振器和分析器的偏振方向相同时，透射光的强度最大；当两者的偏振方向垂直时，透射光的强度最小。
通过实验，我们可以验证这一定律。
实验三：双折射现象的观察在这个实验中，我们将研究双折射现象。
我们将使用一块具有双折射性质的晶体，如石英晶体。
当将光线通过这块晶体时，我们会观察到光线分裂成两束，这是因为晶体中存在两个不同的折射率。
我们可以调整入射光的角度和晶体的厚度，观察到不同的双折射现象，如双折射光线的偏振状态和双折射光线的干涉等。
实验四：偏振光的应用在这个实验中，我们将研究偏振光的应用。
首先，我们将使用偏振片来解析光源中的偏振光，从而得到纯净的偏振光。
然后，我们将使用偏振光来研究材料的光学性质，如透射率和反射率。
通过调整偏振光的偏振方向和入射角度，我们可以得到不同的光学性质数据，从而深入了解材料的光学特性。
结论：通过这一系列的实验，我们深入研究了偏振光的性质和应用。
我们通过验证马吕斯定律，了解了入射光和透射光的偏振方向之间的关系。
图2 二向色性起偏《大学物理》光的偏振现象的研究实验姓 名学 号 班 级桌 号 教 室实验日期 20 年 月 日 时段 指导教师一. 实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光偏振基本规律的认识；2. 了解产生和检验偏振光的基本方法；3. 验证马吕斯定律；4．1/2波片，1/4波片的研究； 5.利用旋光现象测定蔗糖溶液浓度. 二. 实验仪器导轨和机座, 带布儒斯特窗的氦氖激光器, 激光器架, 偏振片、波片架, 滑动座(4个)， 光传感器(光电探头)，光功率测试仪，偏振片（2个），1/2波片（波长632.8nm ），1/4波片（波三. 实验原理1. 偏振光的基本概念光波是一种电磁波，它的电矢量 和磁矢量 相互垂直，并垂直于光的传播方向。
通常人们用电矢量 代表光的振动方向，并将电矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。
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，如图1(a)所示。
振动面的取向和光波电矢量的大小随时间作有规律的变化，光波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时，称为椭圆偏振光或圆偏振光，评 分教师签字图1 平面偏振光、自然光和部分偏振光图3 双折射起偏原理图人眼逆光来看，若电矢量末端按照顺时针方向旋转，则称为右旋椭圆或右旋圆偏振光，反之为左旋。
通常光源发出的光波有与光波传播方向相垂直的一切可能的振动方向，没有一个方向的振动比其它方向更占优势。
这种光源发射的光对外不显现偏振的性质，称为自然光，如图1(b)所示；如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定方向上占优势，则此偏振光称为部分偏振光，如图1(c)所示。
将自然光变成偏振光的器件称为起偏器，用来检验偏振光的器件称为检偏器。
实际上，起偏器和检偏器是互为通用的。
下面介绍几种常用的起偏和检偏方法。
２. 二向色性起偏、马呂斯定律、双折射起偏二向色性起偏：物质对不同方向的光振动具有选择吸收的性质，称为二向色性。
大学物理实验偏振光实验报告大学物理实验偏振光实验报告引言：偏振光是一种特殊的光，它的电场振动方向只在一个平面上，与普通光的电场振动方向不同。
在大学物理实验中，我们进行了偏振光实验，通过观察光的偏振现象，深入了解了光的性质和行为。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和分析。
实验目的：1.了解光的偏振现象和特性；2.学习使用偏振片和偏振片组成的光学器件；3.观察偏振光的现象，验证马吕斯定律。
实验原理：偏振光的产生可以通过偏振片实现，偏振片是一种能够选择性地通过特定方向振动的光的光学器件。
当普通光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的光能够通过，垂直于振动方向的光则被阻止通过。
这样，就可以将普通光转换为偏振光。
实验步骤：1.准备实验所需材料：偏振片、光源、光屏、旋转台等；2.将光源放置在旋转台上，使其射出的光通过偏振片；3.调整旋转台，观察光通过偏振片后的变化；4.在光屏上观察光的强度分布；5.旋转偏振片，观察光的强度变化。
实验结果：通过实验观察，我们得到了以下结果：1.当偏振片与光源之间的角度为0°或180°时，光通过偏振片的强度最大；2.当偏振片与光源之间的角度为90°或270°时，光无法通过偏振片；3.在其他角度下，光通过偏振片的强度介于最大值和最小值之间；4.旋转偏振片，光的强度会随之变化。
实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.偏振片具有选择性地通过特定方向振动的能力，只有与振动方向平行的光能够通过；2.当光通过偏振片时，光的强度会随着偏振片与光源之间的角度变化而变化；3.马吕斯定律指出，通过两个偏振片的光强度与两个偏振片之间的角度有关，光强度最大时，两个偏振片的角度相同或相差180°，光强度最小时，两个偏振片的角度相差90°或270°。
结论：通过本次偏振光实验，我们深入了解了偏振光的性质和行为。
实验 07 光的偏振实验光波是特定频率范围内的电磁波。
在自由空间中传播的电磁波是一种横波，光波的偏振特性清楚地显示了光的横波性，是光的电磁理论的一个有力证明。
本实验研究光的一些基本的偏振特性，通过实验深入学习有关光的偏振理论。
【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。
【仪器用具】SGP-2A 型偏振光实验系统【实验原理】1、光波偏振态的描述一般用光波的电矢量（又称光矢量）的振动状态来描述光波的偏振。
按光矢量的振动状态可把光波偏振态大体分成五种：自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
这里重点讨论偏振光的描述。
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E x a1 cos t（ 1）E y a2 cos( 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，a1、 a2分别是两偏振分量的振幅，为光波的圆频率。
对于单色光，参数 a1、a2、就完全确定了光波的偏振状态。
以下讨论中，取 a1、 a20 ，。
当0，时，式（ 1 ）描述的是一个线偏振光，偏振方向与 x 轴的夹角a21 所示）。
a rc t an ( c o s ) 称为线偏振光的方位角（如图a1E y E ya2a2a1O Oa1E x E xE y E yO OE x E x/ 2/ 2图 1 线偏振光图 2 圆偏振光E y当/ 2， / 2 且a1a2时，式（1）描述的是一个圆偏振光，其特点是光矢量为角速度旋转，光a2矢量的端点的轨迹为一圆。
的正负决定了光矢量的旋向，/ 2 时为右旋圆偏振光，/ 2 时为左旋圆偏振光（迎着光的方向观察，如图 2 所示）。
a1 E x 除了上述特殊情况，式（1）表示的是椭圆偏振光O（如图 3 所示）。
偏振的一个重要应用是研究光波通过某个光学系统后偏振状态的变化来了解此系统的一些性质。
图 3椭圆偏振光2、偏振片和马吕斯定律偏振片有一个透射轴（即偏振化方向）和一个与之垂直的消光轴，对于理想的偏振片，只有光矢量振动方向与透射轴方向平行的光波分量才能通过偏振片。
大学物理实验报告系列之偏振光的分析HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】【实验名称】偏振光的分析【实验目的】1．观察光的偏振现象，巩固理论知识，加深对光的偏振现象的认识。
2．学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生和定性检验方法。
【实验仪器】He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、632.8nm的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。
【实验原理】1．光的偏振状态偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。
它是横波的重要特性。
光在传播过程中，若电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为直线偏振光，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；若光波电矢量的振动随时间作有规律的改变，即电矢量的末端在垂直于光传播方向的平面上的轨迹是圆或椭圆，这样的光称为圆偏振光和椭圆偏振光；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。
2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。
直线偏振光垂直通过波片的偏振状态3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤1．测定玻璃对激光波长的折射率2．产生并检验圆偏振光3．产生并检验椭圆偏振光【数据表格与数据记录】波长为632.8nm时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。
现象：两次最亮，两次消光。
结论：圆偏振光如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。
现象：两次亮光，两次消光结论：椭圆偏振光现象：两最亮，两次消光 结论：线偏振光【小结与讨论】1. 实验测的了632.8nm 时玻璃对空气的折射率为1.5399。
2. 单色自然光经过起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应出现两次消光现象，是分析其原因。
答：当检偏器的偏振化的方向和检偏器的偏振化的方向为2π和3π时，根据马吕斯定律θ20cos I I =可知，出现两次光强为零的情况，即光电流出现了2次消光现象。
大学物理偏振光实验报告大学物理偏振光实验报告引言：光是一种电磁波，它在空间中传播时具有振动方向。
而偏振光则是指光波中的电场矢量在特定方向上振动的光。
物理学家发现，光的偏振性质对于理解光的本质以及应用于各个领域都具有重要意义。
本实验旨在通过观察偏振光的特性，深入了解光的偏振现象。
实验一：偏振片的特性实验中，我们使用了一块偏振片和一束自然光源。
将偏振片放在光路中，我们观察到光线的亮度明显降低，这是因为偏振片只允许某个特定方向的光通过，其他方向的光被吸收或者散射。
通过旋转偏振片，我们发现光的亮度随着角度的变化而改变，这表明偏振片只允许特定方向的光通过。
实验二：马吕斯定律的验证马吕斯定律是描述偏振光传播的重要定律。
为了验证该定律，我们使用了两块偏振片。
将第一块偏振片称为偏振器，将第二块偏振片称为偏振分析器。
我们发现，当偏振器和偏振分析器的振动方向相同时，透过偏振分析器的光亮度最大。
而当两者的振动方向垂直时，透过偏振分析器的光亮度最小。
这验证了马吕斯定律，即光的偏振方向与偏振分析器的振动方向垂直时，光的强度最小。
实验三：双折射现象双折射是指某些晶体在光传播过程中会发生折射现象，光线被分为两束，并且沿不同方向传播。
为了观察双折射现象，我们使用了一块双折射晶体和一束线偏振光。
当线偏振光通过双折射晶体时，我们观察到光线被分为两束，并且沿不同方向传播，这是由于晶体内部的结构导致光的振动方向发生了变化。
通过旋转双折射晶体，我们发现两束光的强度随着角度的变化而改变，这进一步验证了双折射现象的存在。
实验四：偏振光的应用偏振光在实际生活中有着广泛的应用。
例如，在太阳镜和墨镜中，通过使用偏振片来过滤掉反射光和散射光，减少眩光的影响。
此外，偏振光还在光学仪器、显示器和通信技术等领域中有着重要的应用。
通过研究偏振光的特性，我们可以更好地理解和应用光学原理。
结论：通过本次实验，我们深入了解了偏振光的特性。
我们通过观察偏振片的特性、验证马吕斯定律、观察双折射现象以及了解偏振光的应用，加深了对光的偏振性质的理解。
实验27 光的偏振一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光的偏振的理解。
2、了解偏振光的产生及其检验方法。
3、观测布儒斯特角，测定玻璃折射率。
4、观测椭圆偏振光与圆偏振光。
5、了解1/2波片和1/4波片的用途。
二、实验原理1、光的偏振状态光是电磁波，它是横波。
通常用电矢量E表示光波的振动矢量。
(1)自然光其电矢量在垂直于传播方向的平面内任意取向，各个方向的取向概率相等，所以在相当长的时间里（10-5秒已足够了），各取向上电矢量的时间平均值是相等的，这样的光称为自然光，如图27-l所示。
(2)平面偏振光电矢量只限于某一确定方向的光，因其电矢量和光线构成一个平面而称其为平面偏振光。
如果迎着光线看，电矢量末端的轨迹为一直线，所以平面偏振光也称为线偏振光，如图27-2所示。
(3)部分偏振光电矢量在某一确定方向上较强，而在和它正交的方向上较弱，这种光称为部分偏振光，如图27-3所示。
部分偏振光可以看成是线偏振光和自然光的混合。
(4)椭圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一椭圆，这样的光称为椭圆偏振光。
椭圆偏振光可以由两个电矢量互相垂直的、有恒定相位差的线偏振光合成得到。
(5)圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一个圆，则这样的光称为圆偏振光。
圆偏振光可视为长、短轴相等的椭圆偏振光。
图27-4 椭圆偏振光2、布儒斯特定律反射光的偏振与布儒斯特定律如图27-5所示，光在两介质（如空气和玻璃片等）界面上，反射光和折射光（透射光）都是部分偏振光。
当反射光线与折射光线的夹角恰为90°时，反射光为线偏振光，其电矢量振动方向垂直于入射光线与界面法线所决定的平面（入射面）。
此时的透射光中包含平行于入射面的偏振光的全部以及垂直于入射面的偏振光的其余部分，所以透射光仍为部分偏振光。
由折射定律很容易导出此时的入射角α满足关系12tan n n =α (27-1)(27-1)式称为布儒斯特定律，入射角α称为布儒斯特角，或称为起偏角。
若光从空气入射到玻璃（n 2约为1.5），起偏角约56°。
3、偏振片、起偏和检偏、马吕斯定律(1)由二向色性晶体的选择吸收所产生的偏振自然光偏振光偏振片P 1P 2I 0起偏器检偏器自然光I '图a 偏振片起偏 图b 起偏和检偏图27-6 偏振片有些晶体（如电气石）、长链分子晶体（如高碘硫酸奎宁），对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，这种选择吸收性称为二向色性。
在两平板玻璃间，夹一层二向色性很强的物质就制成了偏振片。
自然光通过偏振片时，一个方向的电矢量几乎完全通过（该方向称为偏振片的偏振化方向），而与偏振化方向垂直的电矢量则几乎被完全吸收，因此透射光就成为线偏振光。
根据这一特性，偏振片既可用来产生偏振光（起偏），也可用于检验光的偏振状态（检偏）。
(2)马吕斯定律用强度为I 0的线偏振光入射，透过偏振片的光强为I ，则有如下关系θ20cos I I = (27-2)(27-2)式称为马吕斯定律。
θ是入射光的E 矢量振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。
以入射光线为轴转动偏振片，如果透射光强I有变化，且转动到某位置时I＝0，则表明入射光为线偏振光，此时θ＝90°。
4、波片(1)两个互相垂直的、同频率的简谐振动的合成设有两各互相垂直且同频率的简谐振动，它们的运动方程分别为)cos()cos(2211ϕωϕω+=+=t A y t A x (27-3)合运动是这两个分运动之和，消去参数t ，得到合运动矢量末端运动轨迹方程为)(sin )cos(21221221222212ϕϕϕϕ-=--+A A xy A y A x (27-4)上式表明，一般情况下，合振动矢量末端运动轨迹是椭圆，该椭圆在2122A A ⨯的矩形范围内。
如果(27-3)式表示的是两线偏振光，则叠加后一般成为椭圆偏振光。
下面讨论相位差12ϕϕϕ-=∆为几种特殊值的情况。
①当πϕk 2=∆（k =0, ±1, ±2, …）时，(27-4)式变为21A y A x = (27-5)合振动矢量末端运动轨迹是上述矩形的对角线，与y 轴的夹角为α。
这就是说，相互垂直的、同相位的两线偏振光合成后仍为线偏振光，但E 振动有新的取向。
②当πϕ)12(+=∆k （k =0, ±1, ±2, …）时，(27-4)式变为21A y A x -= (27-6) (27-6)式表明，相互垂直的、相位相反的两线偏振光合成后也是线偏振光，E 振动方向与y 轴的夹角也是α，但在y 轴的另一侧。
③当2)12(πϕ+=∆k （k =0, ±1, ±2, …）时，(27-4)式变为1222212=+A y A x (27-7)此时，合振动矢量末端运动轨迹是正立在上述矩形内的椭圆。
即相互垂直的、相位差是2/π的两线偏振光合成为椭圆偏振光，椭圆的长半轴和短半轴分别等于两线偏振光的振幅。
④ 根据情况③，且A 1=A 2=A ，则(27-4)式变为222A y x =+ (27-8)即振幅相等的、相互垂直的、相位差是2/π的两线偏振光合成为圆偏振光。
(2)双折射晶体光轴e 光o 光图27-7 双折射一束自然光在入射到某些各向异性晶体上时，能够被分成振动方向相互垂直的两束线偏振光，分别称为e 光和o 光。
它们以不同的速度、沿不同的方向在晶体内传播，如图27-7所示。
这种现象称为双折射，这些晶体称为双折射晶体，如方解石、石英等。
方解石n n e <，称“负晶体”，石英n n e >称“正晶体”。
在双折射晶体内有一个被称为光轴的特殊方向。
光线在晶体内沿光轴传播时，不发生双折射；平行于光轴传播时，e 光和o 光沿同一方向传播不再分离，但传播速度仍是不同。
把双折射晶体沿光轴切割并磨制成平行平板，这就是波片。
一束线偏振光垂直入射到波片表面，被分解成e 光和o 光。
e 光的E 矢量振动方向平行于光轴，o 光的E 矢量振动方向垂直于光轴，入射时它们之间的光程差为零，相位差0=∆ϕ。
因为e 光和o 光传播速度不同，当从波片的第二表面出射时，它们之间就有了光程差，相位差ϕ∆也不再为零。
在选定了晶体之后，对于某一波长的单色光，ϕ∆只取决于波片的厚度,即()L n n e o -=∆λπϕ2 （27-9） 式中的λ是单色光波长，o n 和e n 是o 光和e 光的折射率，L 为晶片厚度。
由于o 光、e 光的振动方向相互垂直，取e 光轴为x 方向，沿x 轴、y 轴的光矢量分别为E x 和Ey ，则有ϕϕ∆=∆-+22222sin co s 2o e y x oy e x A A E E A E A E （27-10） 因此，根据（27-10）式，就有如下推论：①当πϕk 2=∆时，为线偏振光；②当()πϕ12+=∆k 时，为线偏振光；③当πϕ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆21k 时，为正椭圆偏振光；A eAθA o光轴方向图27-9 偏振片通过4/λ波片示意图④当ϕ∆不等于以上各值时，为椭圆偏振光。
晶片光轴A oA e平面偏振光在玻片内在空气中光轴图27-8 波片中的e 光和o 光(3)2/λ波片和4/λ波片对某一波长为λ的单色光，产生()πϕ12+=∆k 相位差的晶片称为该单色光的半波片。
对某一波长为λ的单色光，产生πϕ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆21k 相位差的晶片称为该单色光的4/λ波片。
当线偏振光垂直人射到4/λ波片上时，且其振动方向与波片光轴成θ角，如图27-9所示，由于o 光和e 光的振幅是θ的函数，所以，合成光的振幅A 因θ角不同而不同。
①当0=θ或2πθ=时，0=O A 或0=e A ，为线偏振光；②当4πθ=时，e O A A =，为圆偏振光；③当θ为其他角度时，为椭圆偏振光。
表27-1 鉴别光的偏振态光的种类 仅使用偏振器，并使其旋转 4/λ片+偏振片自然光 光强不变，不消光 光强不变，不消光圆偏振光 光强不变，不消光消光 线偏振光 光强改变，消光，可以鉴定部分偏振光 光强改变，但不消光 光强改变，但不消光椭圆偏振光光强改变，但不消光消光三、实验仪器1、白光源（GY-6A ）2、凸透镜（f=150mm ）3、二维调节架（SZ-07）4、可调狭缝（SZ-27）5、光学测角台（SZ-47）6、升降调节座(SZ-03)7、黑玻璃镜8、偏振片9、X 轴旋转二维架(SZ-06) 10、11、升降调节座(SZ-03) 12、二维平移底座（SZ-02）。
另需钠灯、氦氖激光器、4/λ波片（nm633=λ）及架、冰洲石及转动架和扩束器、观察屏等。
图27-10 实验装置示意图四、实验内容与步骤 1、起偏与检偏按图27-10所示，使白光源灯丝位于透镜的焦平面上（此时二底座相距162mm ），近似平行光束通过狭缝，向光学分度盘中心的黑玻璃镜入射，并在台面上显出指向圆心的光迹。
此时转动分度盘，对任意入射角，利用偏振片和X 轴旋转二维架组成的检偏器检验反射光的偏振态。
2、利用布儒斯特定律测定玻璃的折射率（1）在图27-10中，当光束以布儒斯特角i B 入射时，反射的线偏振光可被检偏器消除（对n =1.51，i B =570）。
该入射角需反复仔细校准。
因线偏振光的振动面垂直于入射面，按检偏器消光方位可以定出偏振片的易透射轴。
（2）测出起偏角i B 并按（27-1）式计算出玻璃的折射率。
（3）检查此时透射光的状态。
3、验证马吕斯定律如图27-11所示，使钠光通过偏振片A 起偏振，用装在X 轴旋转二维架上（对准指标线）的偏振片B 在转动中检偏振，分析透射光的光强变化与角度的关系。
4、椭圆偏振光的分析使激光束通过扩束器（f=4.5mm ）或（f=6.5mm ）、狭缝和黑玻璃镜产生线偏振光，在通过4/λ波片之后，用装在X 轴旋转二维架上的偏振片在旋转中观察透射光光强变化，是否有两明两暗位置（注意与上一项实验现象有何不同），在暗位置，检偏器的透振方向即椭圆的短轴方向。
5、圆偏振光的分析在透振轴正交的二偏振片之间加入4/λ波片，旋转至透射光强恢复为零处，从该位置在转动450，即可产生圆偏振光。
此时若用检偏器转动检查，在观察屏（白屏）上的透射光强应是不变的。
观察圆偏振光和椭圆偏振光的具体做法是：(1)按图27-11 调整偏振片A 和B 的位置使通过的光消失，然后插入一片1/4波片C 1（注意使光线尽量穿过元件中心）。
(2)以光线为轴，先转动C 1消光，然后使B 转3600，观察现象。
(3)再将C 1从消光位置转过300、450、600、750、900，每次以光线为轴，将B 转3600观察现象，将上面几次实验的情况记录在表27-1中。
6、利用冰洲石及可转动支架，可以观察和分析该晶体的双折射现象。
