北邮大物实验论文 光的偏振的探究

偏振光实验（六）实验目的1、观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念；2、验证马吕斯定律；3、观察光以布韦斯特角度入射的偏振现象；4、观察波片现象，加深拨片的基本概念。

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（见图１）。

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（见图2）。

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。

）。

偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。

用作起偏的偏振片叫做起偏器，用 作检偏的偏振器件叫做检偏器。

实际上，起偏器和检偏器是通用的。

3、布儒斯特角当光从折射率为n 1的介质（例如空气）入射到折射率为n 2的介质（例如玻璃）交界面，而入射角又满足12B a r c t a n n n =θ 时，反射光即成完全偏振光，其振动面垂直于入射面。

i B 称布儒斯特角，上式即布儒斯特定律。

显然，θB 角的大小因相关物质折射率大小而异。

若n 1表示的是空气折射率，（数值近似等于1）上式可写成2B a r c t a n n =θBθn 2n 1反射光入射光图 3-1 4、马吕斯定律如果光源中的任一波列（用振动平面E 表示）投射在起偏器P 上（如下图），只有相当于它的成份之一的E y （平行于光轴方向的矢量）能够通过，另一成份E x （=E cos θ）则被吸收。

光的偏振实验探究光的偏振现象和原理光是一种电磁波，它在传播过程中一般呈现出横波的特性。

然而在某些特定条件下，光可以表现出类似于纵波的性质，这就是光的偏振现象。

光的偏振实验可以帮助我们更好地理解光的偏振现象和原理。

在光的偏振实验中，我们常用的装置有偏光片、偏振镜、光源和检测器。

偏光片是一个具有特殊光学性质的材料，可以选择性地传透或吸收某个特定方向的光振动方向。

而偏振镜则是一种特殊的反射镜，只能使一种特定方向的偏振光通过。

光源可以是自然光源或人工光源，检测器主要用于测量透过或反射后的偏振光。

在进行偏振实验时，我们可以通过改变偏光片、偏振镜的相对位置和角度来观察光的传播特性。

一般来说，当偏光片和偏振镜的传递轴平行时，光可以完全透过；而如果两者的传递轴垂直，则光几乎完全被吸收或反射。

根据这个原理，我们可以通过调整偏光片和偏振镜之间的角度，来选择性地过滤掉不同方向的光振动，进而实现对光的偏振。

然而，光的偏振现象并不仅仅局限于传递轴平行或垂直的情况。

实际上，光的偏振是一个连续的过程，可以通过旋转偏光片或偏振镜来改变传递轴的方向。

这种旋转效应被称为光的旋光现象，它是光具有波粒二象性所导致的结果。

对于线偏振光而言，如果观察它的传递轴是如何随着空间位置的变化而旋转的，我们可以发现光的旋光现象是由光的振动方向沿着传播方向旋转所引起的。

这种旋转效应在一些物质中尤为明显，我们称之为旋光现象。

旋光现象在实际应用中有着很大的作用，例如在化学合成、医药研究和食品工业等领域。

除了线偏振光外，还存在着圆偏振光和椭圆偏振光。

圆偏振光是一种特殊的偏振光，它的振动方向沿着传播方向旋转，并且每转一周就恢复到原来的状态。

椭圆偏振光则是线偏振光和圆偏振光的混合，它的振动方向在空间中呈现出椭圆轨迹。

总的来说，光的偏振是光的传播特性的一种重要表现形式。

通过光的偏振实验，我们可以探究光的偏振现象和原理，进一步认识光的波动性质以及光与物质之间的相互作用。

光的偏振观察光的偏振现象光是由电磁波构成的，而电磁波是具有振动性质的。

振动的方向与光波传播的方向之间的关系被称为光的偏振现象。

光的偏振是一个很有趣的现象，它在自然界和科学研究中都有着广泛的应用。

在这篇文章中，我将会讨论光的偏振的观察和其所涉及的现象。

首先，我们需要了解光的偏振是如何观察的。

最常见的方法是使用偏振片。

偏振片是一种具有特殊结构的材料，它只允许特定方向的光通过。

偏振片可以通过使光的电场分量在特定方向上振动，从而使光的偏振方向发生改变。

通过旋转偏振片，我们可以观察到光的偏振现象。

当光通过偏振片时，偏振片会选择性地阻止某些方向的光通过，从而使得通过的光的偏振方向发生改变。

这种选择性透射现象被称为偏振透射。

偏振透射现象是光的偏振性质的重要表现之一。

在观察光的偏振现象时，我们可能会遇到的一个有趣的现象是双折射。

双折射是指光在某些材料中传播时会分离成两束波的现象。

这是由于材料的晶体结构导致了光的振动方向的差异。

双折射使得光的偏振现象更加明显和有趣。

除了双折射，还有一个重要的现象是光的偏振旋转。

一些材料，如石英晶体，在光传播过程中会使光的偏振方向发生旋转。

这种现象被称为光的旋光性质。

光的旋光可以通过旋光仪器来测量，它对于一些化学分析和生物分子结构研究中具有重要的应用价值。

光的偏振现象不仅在实验室中有着广泛的应用，而且在日常生活中也随处可见。

例如，太阳光在大气中散射时会发生偏振现象，这就是为什么我们可以通过偏振墨镜减少反射和眩光。

在电子显示屏和液晶显示器中，液晶分子的偏振性质使得屏幕能够显示出丰富的颜色和图像。

总结一下，光的偏振是光的振动方向与传播方向之间的关系。

通过使用偏振片和其他仪器，我们可以观察光的偏振现象，并探索其中的奥秘。

光的偏振现象在自然界和科学研究中都有着广泛的应用，从而对人类的生活和科学发展产生了重要的影响。

通过深入研究光的偏振现象，我们可以更好地理解光的本质和光与物质之间的相互作用。

光的偏振实验探究光的偏振现象和规律光是一种电磁波，它具有波动性和粒子性。

在自然界中，我们经常观察到光的各种现象，其中之一就是光的偏振现象。

光的偏振是指光波在传播过程中只在一个特定的方向上振动，而不在其他方向上振动。

光的偏振实验是为了探究光的偏振现象和规律而进行的，下面我们就来详细了解一下光的偏振实验。

一、实验目的探究光的偏振现象和规律，了解光的偏振对光的传播和各种现象的影响。

二、实验原理光的偏振是由于电矢量在电磁波传播方向上的振动。

光的偏振方向可以通过一些特定的器件进行调整和测量。

常见的光的偏振器有偏振片、偏振镜等。

偏振片是一种光学器件，它能够通过选择性地吸收或透过特定方向上的光振动，来改变光的偏振状态。

当光通过偏振片时，垂直于偏振方向的振动分量会被吸收，只有与偏振方向一致的振动分量才能通过。

偏振片是一种用来调整和测量光的偏振状态的重要工具。

利用偏振片的特性，可以实现光的偏振变换，通过不同的偏振片的组合，可以产生各种偏振光的状态，如线偏振光、圆偏振光等。

同时，还可以利用偏振片来测量光的偏振方向和强度。

三、实验装置本实验需要的装置有：光源、偏振片、偏振镜、偏振光透射器等。

四、实验步骤1. 准备实验装置：首先将光源放置在适当的位置，保证其能够提供稳定的光源。

然后将偏振片和偏振镜设置在合适的位置。

2. 发射线偏振光：将偏振片设置为通过状态，即将光垂直于偏振方向的振动分量吸收掉，只有与偏振方向一致的振动分量通过。

3. 观察和记录现象：在适当的位置使用偏振片与偏振光透射器，观察光的传播和现象。

记录通过观察器件时光的强度和偏振方向的变化。

4. 调整偏振片的角度：在观察到光的强度为最弱的位置，调整偏振片的角度，观察光的强度的变化。

记录此时的偏振片的角度。

5. 更换偏振光透射器：通过更换不同类型的偏振光透射器，观察光的强度和偏振方向的变化，并记录下来。

五、实验结果与分析通过实验观察到的现象和实验记录的数据，我们可以得出一些结论和分析：1. 光的偏振方向与偏振片的偏振方向一致时，光通过时强度最大；当两者垂直时，光通过时强度最小。

光的偏振特性研究实验报告光的偏振特性研究实验报告引言：光是一种电磁波，具有波动性和粒子性的双重性质。

光的偏振特性是指光的电场矢量在传播方向上的振动方向。

通过研究光的偏振特性，可以深入了解光的性质，并且在光学领域的应用中具有重要意义。

本实验旨在通过实验手段探究光的偏振现象及其相关性质。

实验一：偏振片的工作原理在实验开始之前，我们首先需要了解偏振片的工作原理。

偏振片是一种光学元件，可以选择性地通过或阻挡特定方向的光振动。

它由一系列平行排列的分子或晶体组成，这些分子或晶体只允许特定方向的光通过。

当光线垂直于偏振片的方向时，光可以完全通过；而当光线与偏振片的方向垂直时，光将被完全阻挡。

实验一的目的是验证偏振片的工作原理。

我们将使用一束偏振光照射到偏振片上，并通过观察光的透射情况来验证偏振片的效果。

实验结果显示，当光的振动方向与偏振片的方向垂直时，光被完全阻挡，透射光强度为零；而当光的振动方向与偏振片的方向平行时，光可以完全透射，透射光强度最大。

实验二：偏振光的旋光现象在实验一中，我们了解了偏振片的工作原理。

实验二的目的是研究偏振光的旋光现象。

旋光是指光在通过某些物质后，光的振动方向发生旋转的现象。

这种旋转是由于物质的分子结构对光的振动方向产生影响所致。

我们将使用一束偏振光通过一个旋光样品，并通过旋光仪来测量光的旋转角度。

实验结果显示，当光通过旋光样品时，光的振动方向会发生旋转，旋转角度与旋光样品的性质和厚度有关。

这种旋转现象在化学、生物等领域中有着广泛的应用，例如用于测量物质的浓度、判断化学反应的进行等。

实验三：偏振光的干涉现象在实验三中，我们将研究偏振光的干涉现象。

干涉是指两束或多束光相遇时，光的振动方向相互叠加或相互抵消的现象。

干涉现象是光的波动性质的重要体现，通过研究干涉现象可以了解光的波动性质和相干性。

我们将使用两束偏振光通过两个偏振片，调整两束光的振动方向使之互相垂直，然后使两束光相遇。

实验结果显示，当两束光的振动方向相同时，光的强度最大；而当两束光的振动方向垂直时，光的强度最小。

实验名称光的偏振姓名学号专业班实验班组号教师成绩批阅教师签名批阅日期一、实验目的：1.熟悉偏振片和波片的工作原理；2.搭建合适的实验光路；3.光的不同偏振态的转换与检测；4.学习线偏振光的偏振片起偏和检测方法，验证马吕斯定律；5.观测半波片对线偏振光振动面的旋转作用；6.利用1/4波片产生圆偏振光和椭圆偏振光二、实验原理：1. 产生偏振光的元件：一个方法是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。

如下图所示：第二种是光学棱镜，如格兰棱镜格兰棱镜由两块方解石直角棱镜构成，两棱镜间有空气间隙，方解石的光轴平行于棱镜的棱。

自然光垂直于界面射入棱镜后分为o光和e光，o光在空气隙上全反射，只有e光透过棱镜射出。

如图：第三种是偏振片，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。

2. 波晶片又称位相延迟片，是改变光的偏振态的元件。

它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vo,ve不同（所以折射率也就不同），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光延迟量为：3. 马吕斯定律4. 光的五种偏振态自然光是各方向振幅相同的光，对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等.线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个固定方向振动.部分偏振光可以看作自然光和线偏振光混合而成，即它有某个方向的振幅占优势。

大物实验偏振光实验报告大物实验偏振光实验报告引言：偏振光实验是现代光学研究中的重要实验之一，通过对光的偏振现象的研究，可以深入了解光的性质和行为。

本次实验旨在通过使用偏振光器和偏振片，观察光的偏振现象，并对其进行实验验证和分析。

实验装置：本次实验所使用的装置主要包括：光源、偏振光器、偏振片、准直器和检光器。

光源是实验中产生光的基础设备，偏振光器和偏振片则是实现光的偏振的关键元件，准直器和检光器则用于观察和测量光的偏振状态。

实验步骤：1. 将光源放置在适当位置，确保光线稳定且充足。

2. 将偏振光器插入光路中，调节偏振光器的角度，观察光的强度变化。

3. 在光路中插入偏振片，调节偏振片的方向，观察光的透过情况。

4. 使用准直器将光线聚焦，使其能够通过检光器进行观察和测量。

5. 使用检光器测量通过偏振片后的光的强度，记录数据。

实验结果：通过实验观察和测量，我们得到了以下结果：1. 当偏振光器的角度与光的振动方向相同时，光的强度最大。

2. 当偏振光器的角度与光的振动方向垂直时，光的强度最小。

3. 当偏振片的方向与光的振动方向平行时，光可以完全透过。

4. 当偏振片的方向与光的振动方向垂直时，光无法透过。

讨论与分析：通过对实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光的偏振是指光波中电场矢量振动方向的特性。

2. 偏振光器可以通过调节其角度，使特定方向的光通过，而将其他方向的光阻挡。

3. 偏振片可以通过调节其方向，选择性地透过或阻挡特定方向的光。

4. 光的偏振状态可以通过测量透过偏振片后的光的强度来确定。

实验应用：偏振光实验在实际应用中有着广泛的用途，以下是一些典型的应用领域：1. 光学显微镜：利用偏振光可以提高显微镜的分辨率和对比度，使观察到的样品细节更加清晰。

2. 液晶显示器：液晶分子的排列方式和偏振光之间的相互作用，使得液晶显示器能够通过控制光的偏振状态来实现图像的显示。

3. 光学通信：通过调节光的偏振状态，可以实现光信号的编码和解码，提高光通信系统的传输速率和可靠性。

光的偏振大物实验报告光的偏振大物实验报告引言：光是我们日常生活中常见的现象，但是它的性质和行为却是极其复杂的。

光的偏振是其中一个令人着迷的现象，通过实验我们可以更深入地了解光的偏振特性以及其在实际应用中的意义。

实验目的：本次实验的目的是通过观察偏振光的行为，探究光的偏振现象并验证光的偏振理论。

实验器材：1. 偏振片：用于产生和分析偏振光的光学器件。

2. 光源：提供光源的稳定和均匀发光。

3. 旋转台：用于调整偏振片的角度。

4. 光屏：用于接收和观察光的偏振现象。

实验步骤：1. 将光源放置在适当位置，确保光线能够均匀地照射到实验区域。

2. 在光源和光屏之间放置一个偏振片，将其角度调整为0度。

3. 观察光屏上的光强分布情况，并记录下来。

4. 将偏振片旋转一定角度，例如45度，再次观察光屏上的光强分布情况。

5. 重复步骤4，将偏振片旋转至90度，观察光屏上的光强分布情况。

实验结果和分析：通过观察光屏上的光强分布情况，我们可以得出以下结论：1. 当偏振片的角度为0度时，光通过偏振片后的光强最大。

2. 当偏振片的角度为45度时，光通过偏振片后的光强减小。

3. 当偏振片的角度为90度时，光完全被偏振片阻挡，光强为零。

这些结果表明光的偏振现象是存在的。

光通过偏振片后，只有与偏振片的偏振方向相同的光能够通过，而与偏振片的偏振方向垂直的光则被完全阻挡。

实验延伸：除了观察光的偏振现象，我们还可以进一步探究光的偏振对实际应用的影响。

例如，在光学仪器中，通过调整偏振片的角度可以控制光的强度和方向，这在激光器、液晶显示器等领域有着广泛的应用。

结论：通过本次实验，我们验证了光的偏振现象的存在，并了解了偏振片对光的影响。

光的偏振不仅是一种有趣的物理现象，还具有实际应用的价值。

在今后的学习和实践中，我们可以进一步探索光的偏振现象，并应用于光学技术的发展和创新中。

光偏振现象的研究实验报告一、引言1.1 研究背景在近代光学领域中，光偏振现象是一个重要的研究课题。

光偏振是指光波在传播过程中，振动方向存在偏振状态的现象。

光的偏振现象对于认识光的性质和光与物质相互作用具有重要意义，因此对其进行深入研究具有重要科学意义和应用价值。

1.2 实验目的本实验旨在通过实验手段研究和探索光的偏振现象，深入了解光的传播特性，熟悉观察和分析偏振光的方法，以及了解光的偏振与材料的相互作用。

二、实验原理2.1 光的偏振光偏振是指光的电场矢量在空间中的振动方向确定的现象。

光波的电场矢量可以在一个平面内振动，这个平面就是光的偏振面。

根据电场矢量在偏振面上的变化情况，可以将光分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。

2.2 偏振光的产生偏振光的产生可以通过自然光通过偏振器或通过二向性材料产生。

自然光通过偏振器后，只有与偏振方向一致的光能通过，其他方向的光会被吸收或者反射。

二向性材料可以使通过的光波在传播过程中，其振动方向发生改变，从而产生偏振现象。

2.3 光的偏振分析通过透射和反射实验，可以对偏振光的偏振方向进行分析。

透射实验是将偏振光通过一个偏振器，再通过一个旋转的解偏器，观察透射光的强度变化；反射实验是将偏振光通过一个偏振器，与一个旋转的反射镜发生反射，观察反射光的强度变化。

通过两个实验可以确定光的偏振方向。

三、实验步骤与数据分析3.1 实验设备与材料•激光器•偏振片•旋转解偏器•反射镜•实验台3.2 透射实验1.将激光器放置在实验台上，调整位置和方向，保证激光可稳定传输。

2.在激光出射光线的路径上放置一个偏振片，记录光通过偏振片后的强度。

3.在光通过偏振片后的路径上放置一个旋转的解偏器，逐渐旋转解偏器，记录光透射光强随解偏器旋转角度的变化。

4.分析实验数据，绘制光透射光强与解偏器旋转角度的关系图。

3.3 反射实验1.将激光器放置在实验台上，调整位置和方向，保证激光可稳定传输。

2.在激光出射光线的路径上放置一个偏振片，记录光通过偏振片后的强度。

光的偏振8摘要:光的偏振是一个十分常见的现象，然而因为人眼无法分辨光线的偏振，所以我们常常对这个现象毫无感觉。

光的偏振在自然界中通常伴随着折射和反射一起产生，在此还有一个十分重要的定律——布儒斯特定律。

虽然光的偏振随处可见，然而人们最早发现并认识是在1808年，马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。

在进一步研究光的简单折射中的偏振时，他发现光在折射时是部分偏振的。

由此产生了马吕斯定律。

所以，光的偏振在我们生活中不仅仅常常发生，还有着举足轻重的作用，例如相机的偏振镜，电子表的液晶显示屏等等。

关键词:偏振；布儒斯特定律；马吕斯定律；折射；反射。

0 引言当我们用相机拍摄水中倒影时，常常会发现，在没有一个重要器件——偏振片的帮助下，很难拍清楚水中的物体，然而一旦装上镜片，清澈的湖水便立刻如同一块玻璃一般，其中清晰可见。

不仅如此，旋转镜片，还能获得其他的效果。

这个现象的原理就是光的偏振效应。

1 内容简介偏振（polarization of light）：振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。

它是横波区别于其他纵波的一个最明显的凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。

只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。

偏振的产生可以通过折射和反射产生，也可以人工制造。

下面介绍偏振的两大定律。

2 原理阐述2.1 马吕斯定律原理阐述按电磁波理论，光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直。

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。

由起偏器产生的偏振光在通过检偏器之后，如果起偏器的偏振化方向与检偏器的偏振化方向的夹角为α。

自然光透过起偏器后成为线偏振光，设其振幅为E0，而检偏器只允许它沿夹角为α的另一个分量通过，所以从检偏器透出的光的振幅为E=E0cosα由此可知，若入射检偏器的光强为I0，则检偏器射出的光强与原光强及偏振器角度存在一定关系。

1808年，马吕斯经实验指出,强度为Io的线偏振光,透过检偏片后,透射光的强度(不考虑吸收)为：I=Io(cos α)^2其中, α是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。