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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。
光的偏振物理实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光的偏振基本概念的理解。
2、学习使用偏振片来产生和检验偏振光。
3、测量布儒斯特角，并验证布儒斯特定律。
二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波，其电场和磁场的振动方向垂直于光的传播方向。
一般情况下，光的振动方向是随机的，这种光称为自然光。
如果光的振动方向在某个特定方向上具有优势，这种光称为部分偏振光。
当光的振动方向完全固定在一个方向上时，称为完全偏振光，又分为线偏振光和圆偏振光。
2、偏振片偏振片是一种只允许特定方向振动的光通过的光学元件。
其工作原理是基于晶体的二向色性，即某些晶体对不同方向振动的光吸收程度不同。
3、布儒斯特定律当自然光在两种介质的分界面上发生反射和折射时，反射光和折射光都成为部分偏振光。
当入射角等于某一特定角度时，反射光成为完全偏振光，其振动方向垂直于入射面，这个角度称为布儒斯特角，满足以下定律：＼＼tan ＼theta_B ＝＼frac{n_2}｛n_1}＼其中，＼（＼theta_B\）为布儒斯特角，＼（n_1\）和\（n_2\）分别为两种介质的折射率。
三、实验仪器1、光源（钠光灯）2、起偏器（偏振片）3、检偏器（偏振片）4、玻璃堆5、光具座6、白屏四、实验内容与步骤1、观察光的偏振现象（1）打开钠光灯，让光线通过起偏器，旋转起偏器，观察白屏上光强的变化。
（2）在起偏器后加上检偏器，旋转检偏器，观察光强的变化，并记录消光位置。
2、验证马吕斯定律（1）将起偏器和检偏器的偏振化方向调到夹角为\（0^｛＼circ}＼），记录此时的光强\（I_0\）。
（2）逐渐增大两偏振片的夹角\（＼theta\），每隔\（10^｛＼circ}＼）记录一次光强\（I\）。
（3）根据马吕斯定律\（I ＝ I_0 ＼cos^2 ＼theta\），绘制\（I ＼cos^2 ＼theta\）关系曲线。
3、测量布儒斯特角（1）将玻璃堆放在光具座上，让钠光灯的光线以一定角度入射到玻璃堆上。
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。
第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波偏振特性的理解。
2. 学习直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生与检验方法。
3. 掌握利用偏振光进行相关物理量测量的原理与技巧。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光波是横波，其电矢量振动方向与传播方向垂直。
自然光在传播过程中，电矢量振动方向在垂直于传播方向的平面内取所有可能的方向，称为非偏振光。
而偏振光是指电矢量振动方向局限在某一确定平面内的光波。
2. 偏振光的产生：自然光通过起偏器（如偏振片）后，只有某一方向的振动成分能够通过，从而产生偏振光。
3. 偏振光的检验：利用检偏器（如偏振片）可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过检偏器时，若电矢量振动方向与检偏器光轴平行，则光强不变；若电矢量振动方向与检偏器光轴垂直，则光强为零。
4. 偏振光的分解：利用波片可以将偏振光分解为两个正交的偏振光。
其中，1/4波片可以将线偏振光分解为圆偏振光和椭圆偏振光。
三、实验仪器1. 激光器：产生单色光。
2. 偏振片：产生和检验偏振光。
3. 波片：分解偏振光。
4. 光具座：固定实验器材。
5. 照度计：测量光强。
6. 支架：固定实验器材。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片，得到线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，得到圆偏振光和椭圆偏振光。
3. 利用偏振片和检偏器检验圆偏振光和椭圆偏振光的偏振状态。
4. 通过改变偏振片和检偏器的相对位置，观察光强变化，验证马吕斯定律。
5. 测量圆偏振光和椭圆偏振光的光强，分析其偏振特性。
五、实验数据及处理1. 观察到线偏振光通过偏振片后，光强减弱；圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器时，光强有规律地变化。
2. 当偏振片和检偏器的光轴平行时，光强最大；当偏振片和检偏器的光轴垂直时，光强为零。
验证了马吕斯定律。
3. 测量得到圆偏振光和椭圆偏振光的光强，分析其偏振特性。
六、实验结果与分析1. 通过实验，观察到光的偏振现象，加深了对光波偏振特性的理解。
第1篇一、实验目的1. 深入理解光的偏振现象，巩固相关理论知识。
2. 掌握直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
3. 学会使用偏振片、波片等实验仪器，进行光的偏振状态分析。
二、实验原理1. 偏振光的产生：自然光经过起偏器后，其振动方向变得有规律，成为偏振光。
2. 偏振光的检验：通过观察光的偏振现象，判断光的偏振状态。
3. 偏振光的分解：利用波片可以将偏振光分解为两个相互垂直的偏振光。
三、实验仪器1. 激光器：提供稳定的单色光。
2. 偏振片：用于产生和检验偏振光。
3. 波片：用于分解偏振光。
4. 光具座：用于固定实验仪器。
5. 光屏：用于观察光斑。
6. 秒表：用于测量时间。
四、实验步骤1. 将激光器发出的光束调整至水平传播。
2. 将偏振片固定在光具座上，使光束通过偏振片。
3. 观察光屏上的光斑，记录光斑形状和亮度。
4. 将波片固定在光具座上，使光束通过波片。
5. 调整波片的角度，观察光屏上的光斑变化，记录光斑形状和亮度。
6. 重复步骤4和5，分别使用两个偏振片和两个波片进行实验。
五、实验数据及处理1. 观察到，当光束通过偏振片后，光屏上的光斑形状变为明暗相间的条纹，说明光束被分解为两个相互垂直的偏振光。
2. 调整波片角度，当波片的光轴与偏振片的光轴平行时，光屏上的光斑最亮；当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时，光屏上的光斑最暗。
3. 通过实验，验证了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
六、实验结果与分析1. 通过实验，我们深入理解了光的偏振现象，掌握了直线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生方法。
2. 实验过程中，我们发现波片的光轴与偏振片的光轴平行时，光屏上的光斑最亮；当波片的光轴与偏振片的光轴垂直时，光屏上的光斑最暗。
这验证了偏振光的分解原理。
3. 实验过程中，我们使用偏振片和波片等实验仪器，成功进行了光的偏振状态分析。
七、实验总结本次实验通过观察光的偏振现象，加深了对光的偏振理论知识的理解。
大学光的偏振实验报告
实验名称：大学光的偏振实验报告
实验目的：通过本次实验掌握光的偏振和偏振光的特性。
实验器材：光路板、偏振片、波片、线偏振光源、测量仪器等。
实验原理：
光的偏振：指在振动方向固定的光波中，只有某一方向的光波
通过出射的现象。
根据偏振轴的不同，光分为线偏振光、圆偏振
光和椭圆偏振光等三种状态。
偏振片：是使光只沿特定偏振轴传播的过滤器，它的作用是能
够减弱或消除非特定偏振方向的光，并使光偏振。
波片：是指在不同介质之间传播时的光波小振幅旋转一个或者
一些特定的角度，将偏振椭圆的主轴转动一定角度，改变波的光
学特性。
实验步骤：
1. 点亮线偏振光源，使光直线偏振，并调整偏振片角度，使通过偏振片的光亮度最小。
2. 在这个基础上再旋转样品台，记录在每个角度下检测器的输出值。
3. 将波片插入样品台，使波片快轴与样品台轴向垂直，旋转波片平台记录输出强度和旋转角度。
实验结果：
通过实验数据，我们可以得出样品中水平方向光的偏振角度为35°，竖直方向光的偏振角度为55°，因此可以得到样品的偏振方向为35°和125°。
结论：
本次实验通过光的偏振和偏振光的特性，对光的偏振进行了深入的探究。
实验结果表明，可以有效地利用偏振片和波片对光的偏振进行控制和调整，从而达到所需的偏振效果。
光的偏振研究实验报告(共10篇)光偏振的研究实验报告福建工程学院验报实告篇二：偏振光的研究实验报告物理实验报告班级石工1406 姓名党志刚学号201404010617 实验日期2015.6.9一、实验目的1. 观察光的偏振现象，巩固理论知识2. 了解产生与检验偏振光的元件与仪器3. 掌握产生与检验偏振光的条件和方法二、仪器及用具（名称、型号及主要参数）中央调节平台和两臂调节机构、半导体激光器和电源、格兰棱镜、光电倍增管探头及电源、各种调节机构以及光电流放大器三、原理及方法简述（用简洁的文字及图示方式说明）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 cosα，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：2本次实验中我们用两块格兰棱镜充当起偏器和检偏器，通过硅光电池的响应电流检测偏光强度的方法来验证马吕斯定律。
由于则若n1为空气，则tg i0 = n2，这样，当介质折射率一定时，i0就唯一地被确定。
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vo ,ve 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(ne-no)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(ne-no)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(ne-no)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。
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。
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1I 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 cos 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；④当ϕ∆不等于以上各值时，为椭圆偏振光。
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。
让自然光（如钠光）通过支架上的一个小孔入射冰洲石晶体，用眼睛在适当距离能够看到光束一分为二；转动支架，又能判别寻常光（o 光）和非常光（e 光）。
然后用检偏器确定o 光和e 光偏振方向的关系。
五、数据记录与处理1、将各直接测量值的原始数据用列表法表示。
2、要计算玻璃折射率测量的误差，并写出最后结果。
（一）预习自测题1、两偏振片的偏振化方向相互垂直放置，称之为正交偏振片．光束不能通过正交偏振片．此时称为消光。
