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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。
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。
光偏振现象的研究实验报告篇一：偏振光实验报告实验题目：偏振光的研究实验者：PB08210426 李亚韬实验目的：掌握分光计的工作原理，熟悉偏振光的原理和性质。
验证马吕斯定律，并根据布儒斯特定律测定介质的折射率。
实验原理：为了研究光的偏振态和利用光的偏振特性进行各种分析和测量工作，需要各种偏振元件：产生偏振光的元件、改变光的偏振态的元件等，下面分类介绍。
1 产生偏振光的元件在激光器发明之前，一般的自然光源产生的光都是非偏振光，因此要产生偏振光都要使用产生偏振光的元件。
根据这些元件在实验中的作用，分为起偏器和检偏器。
起偏器是将自然光变成线偏振光的元件，检偏器是用于鉴别光的偏振态的元件。
在激光器谐振腔中可以利用布儒斯特角使输出的激光束是线偏振光。
将自然光变成偏振光的方法有很多，一个方法是利用光在界面反射和透射时光的偏振现象。
我们的先人在很早就已经对水平面的反射光有所研究，但定量的研究最早在1815年由布儒斯特完成。
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。
该方法是可以获得线偏振光的方法之一。
如图1所示。
因为此时i0????2 ，n1sini0?n2sin?，tgi0?sini0sini0n??cosi0sin?n1，若n1=1（为空气的折射率），则n2?tgi0（1）i0叫做布儒斯特角，所以通过测量布儒斯特角的大小可以测量介质的折射率。
由以上介绍可以知道利用反射可以产生偏振光，同样利用透射（多次透射）也可以产生偏振光（玻璃堆）。
第二种是光学棱镜，如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用晶体的双折射的原理制成的。
在晶体中存在一个特殊的方向（光轴方向），当光束沿着这个方向传播时，光束不分裂，光束偏离这个方向传播时，光束将分裂为两束，其中一束光遵守折射定律叫做寻常光（o光），另一束光一般不遵守折射定律叫做非寻常光（e光）。
1. 观察光的偏振现象，加深对光的横波性的理解。
2. 学习并掌握产生和检验偏振光的光学元件及仪器的工作原理。
3. 通过实验验证马吕斯定律，探究偏振光的特性。
4. 掌握椭圆偏振光和圆偏振光的产生与检测方法。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
当光波在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，则称为线偏振光；若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨迹为一个圆，则称为圆偏振光；若光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，则称为椭圆偏振光。
偏振片是一种能够选择性地透过某一特定方向振动的光波的光学元件。
当自然光通过偏振片时，只有与偏振片偏振方向一致的光波分量能够通过，从而产生线偏振光。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过一个偏振片时，透射光的强度与入射光的强度成正比，且透射光的强度与入射光的偏振方向和偏振片的偏振方向之间的夹角θ满足以下关系：\[ I = I_0 \cdot \cos^2(\theta) \]其中，\( I \)为透射光的强度，\( I_0 \)为入射光的强度，θ为入射光的偏振方向和偏振片的偏振方向之间的夹角。
三、实验仪器1. 光具座2. 半导体激光器3. 偏振片4. 1/4波片5. 激光功率计6. 光电倍增管探头及电源7. 中央调节平台和两臂调节机构1. 将半导体激光器固定在光具座上，调整激光器使其发出的光束平行于光具座。
2. 将偏振片放置在激光器与光电倍增管探头之间，调整偏振片的偏振方向，观察光电倍增管探头的输出信号。
3. 记录偏振片偏振方向与激光器光束方向之间的夹角θ，以及光电倍增管探头的输出信号强度。
4. 重复步骤2和3，改变偏振片的偏振方向，记录相应的θ和输出信号强度。
5. 将1/4波片放置在偏振片与光电倍增管探头之间，调整1/4波片的光轴方向，观察光电倍增管探头的输出信号。
6. 记录1/4波片光轴方向与偏振片偏振方向之间的夹角θ，以及光电倍增管探头的输出信号强度。
7. 重复步骤5，改变1/4波片的光轴方向，记录相应的θ和输出信号强度。
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. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振理论的认识。
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. 掌握使用偏振片、波片等光学元件进行偏振光实验的基本操作。
二、实验原理1. 光的偏振：光波是一种横波，其振动方向与传播方向垂直。
当光波在某一方向上的振动占优势时，称为偏振光。
偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
2. 线偏振光：当光波的振动方向在某一平面内时，称为线偏振光。
线偏振光可以通过以下方法产生：自然光经过偏振片后，光波的振动方向被限制在偏振片的光轴方向。
3. 圆偏振光和椭圆偏振光：当光波的振动方向在两个相互垂直的平面内时，称为圆偏振光和椭圆偏振光。
圆偏振光和椭圆偏振光可以通过以下方法产生：线偏振光经过1/4波片后，其振动方向在两个相互垂直的平面内，且相位差为90°。
4. 偏振光的检验：利用偏振片和波片可以检验光的偏振状态。
当偏振光通过偏振片时，光强会发生变化；当偏振光通过波片时，光强会根据波片的角度发生变化。
三、实验仪器1. He-Ne激光器2. 光具座3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 玻璃平板6. 0°、90°任意刻度盘7. 白屏四、实验步骤1. 将He-Ne激光器放置在光具座上，调整激光器使其发出平行光。
2. 将偏振片1放置在光具座上，调整偏振片1的光轴与激光器发出的光束方向垂直。
3. 将偏振片2放置在偏振片1的后面，调整偏振片2的光轴与偏振片1的光轴成一定角度。
4. 观察白屏上的光斑，调整偏振片2的角度，使光斑消失。
5. 将1/4波片放置在偏振片2的后面，调整1/4波片的光轴与偏振片2的光轴成一定角度。
6. 观察白屏上的光斑，调整1/4波片的角度，使光斑消失。
7. 重复步骤4和5，观察不同角度下的光斑变化。
8. 改变偏振片1和偏振片2的相对位置，观察光斑的变化。
五、实验结果与分析1. 当偏振片1和偏振片2的光轴垂直时，光斑消失，说明此时光为线偏振光。
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。
第1篇一、实验目的1. 了解光的偏振现象及其基本原理；2. 掌握偏振光的产生、检验方法及偏振光的基本特性；3. 通过实验，加深对光的偏振现象的理解，提高动手能力和实验技能。
二、实验原理1. 光的偏振现象：光是一种电磁波，其电场矢量在垂直于传播方向的平面上振动。
当光波传播过程中，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；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。
2. 偏振光的产生：自然光通过偏振片或反射、折射等方式，可以转化为偏振光。
其中，反射和折射产生的偏振光称为部分偏振光。
3. 偏振光的检验：通过使用偏振片、波片等仪器，可以检验光的偏振状态。
其中，偏振片可以用来检验光的偏振状态，波片可以用来产生和检验圆偏振光、椭圆偏振光。
三、实验仪器1. He-Ne激光器：提供单色光光源；2. 光具座：用于放置实验器材；3. 偏振片：用于检验光的偏振状态；4. 波片：用于产生和检验圆偏振光、椭圆偏振光；5. 玻璃平板：用于反射或折射光；6. 0°、90°刻度盘：用于测量偏振片与波片光轴间的夹角；7. 白屏：用于观察光的偏振现象。
四、实验内容1. 观察光的偏振现象：将激光器发出的光通过偏振片，观察光在白屏上的变化，记录观察结果。
2. 检验直线偏振光：将激光器发出的光通过偏振片，然后通过波片，观察光在白屏上的变化。
调节波片，使光在白屏上出现明暗相间的条纹，记录观察结果。
3. 检验圆偏振光和椭圆偏振光：将激光器发出的光通过偏振片，然后通过波片，观察光在白屏上的变化。
调节波片，使光在白屏上出现明暗相间的条纹，记录观察结果。
4. 研究偏振光的干涉现象：将激光器发出的光通过偏振片，然后通过两个偏振片，观察光在白屏上的变化。
调节两个偏振片的相对位置，观察干涉条纹的变化，记录观察结果。
五、实验数据及处理1. 观察结果：（1）自然光通过偏振片后，在白屏上出现明暗相间的条纹。
一、实验目的1. 观察和验证光的偏振现象。
2. 理解偏振光的产生原理和特性。
3. 掌握偏振片、波片等光学元件在偏振光产生与检验中的应用。
4. 验证马吕斯定律，理解偏振光强度的变化规律。
二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。
在自然光中，光波的振动方向是随机分布的。
当自然光经过某些光学元件后，其振动方向会变得有规律，这种现象称为光的偏振。
偏振光的产生通常需要以下光学元件：1. 起偏器（偏振片）：将自然光变为线偏振光。
2. 波片（1/4波片、1/2波片）：改变光的偏振状态，产生椭圆偏振光或圆偏振光。
马吕斯定律指出，当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时，透射光的强度I与入射光的强度I0之间的关系为：\[ I = I_0 \cos^2\theta \]三、实验仪器与用具1. 自然光源（如激光器）2. 偏振片（起偏器）3. 波片（1/4波片、1/2波片）4. 检偏器（另一个偏振片）5. 光具座6. 光屏7. 秒表（用于测量时间）8. 记录本和笔四、实验步骤1. 自然光与偏振光的产生：- 将激光器发出的光束照射到偏振片上，观察光屏上的光斑。
- 旋转偏振片，观察光斑的变化。
当偏振片的透振方向与光屏上的光斑垂直时，光斑消失，说明光已变为线偏振光。
2. 马吕斯定律验证：- 将偏振片与检偏器放置在光具座上，使它们的透振方向互相垂直。
- 观察光屏上的光斑，记录光斑消失的位置。
- 将偏振片旋转，使透振方向与检偏器的透振方向成θ角，记录光斑再次消失的位置。
- 改变θ角，重复上述步骤，记录光斑消失的位置。
- 利用马吕斯定律，计算每次实验中光斑消失时的透射光强度。
3. 波片的性质及利用：- 将1/4波片放置在偏振片与检偏器之间，观察光屏上的光斑。
- 旋转1/4波片，观察光斑的变化。
当1/4波片的光轴与偏振片的透振方向垂直时，光斑消失，说明1/4波片的光轴方向与偏振片的透振方向成45°角。
- 改变1/4波片的光轴方向，观察光斑的变化。
一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的波动性质的认识。
2. 掌握产生和检验偏振光的方法和原理。
3. 学习使用偏振片、波片等光学元件，了解其工作原理。
4. 验证马吕斯定律，研究偏振光透过两个偏振器后的光强与夹角的关系。
二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量E的振动方向决定了光的偏振状态。
自然光中的电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振光可以通过以下几种方法产生：1. 利用起偏器（如偏振片）将自然光变为线偏振光。
2. 利用双折射现象将一束光分解为两束具有不同振动方向的偏振光。
3. 利用反射、折射等光学现象使自然光部分偏振。
检验偏振光的方法有：1. 利用检偏器（如偏振片）观察光强变化。
2. 利用光电池、光电倍增管等光电探测器检测偏振光。
马吕斯定律指出，当完全线偏振光通过检偏器时，光强I与入射光强I0、检偏器透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ的关系为：I = I0 cos²θ。
三、实验仪器与用具1. 中央调节平台和两臂调节机构2. 半导体激光器和电源3. 偏振片（两块）4. 1/4波片（两块）5. 光电倍增管探头及电源6. 光电流放大器7. 光具座8. 白屏9. 刻度盘四、实验步骤1. 将激光器、偏振片、1/4波片和光电倍增管探头依次放置在光具座上，调整光路，使激光束通过偏振片后成为线偏振光。
2. 将线偏振光通过1/4波片，观察光强变化，记录数据。
3. 将1/4波片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
4. 将线偏振光通过第二个偏振片，观察光强变化，记录数据。
5. 将第二个偏振片旋转一定角度，观察光强变化，记录数据。
6. 根据记录的数据，验证马吕斯定律。
五、实验结果与分析1. 观察到线偏振光通过1/4波片后，光强发生变化，说明1/4波片具有改变光偏振状态的作用。
2. 当1/4波片旋转一定角度时，光强也随之变化，说明光强与偏振片透光轴与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角θ有关。
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。
当自然光射到偏振片上时，振动方向与透振方向垂直的光被吸收，振动方向与透振方向平行的光透过偏振片，从而获得偏振光。
自然光透过偏振片后，只剩下沿透光方向的光振动，透射光成为平面偏振光（见图2所示）。
马呂斯定律：若在偏振片P 1后面再放一偏振片
P 2，P 2就可以用来检验经P 1后的光是否为偏振光，即P 2起了检偏器的作用。
当起偏器P 1和检偏器P 2的偏振
化方向间有一夹角，则通过检偏器P 2的偏振光强度满足马呂斯定律：
（1）
当θ= 时，I=I 0， 光强最大；当θ= 时，
I =0，出现消光现象；当θ为其它值时，透射光强介于0～I 0之间。
双折射起偏：某些单轴晶体（如方解石和石英等）具有双折射现象。
当一束自然光射到这些晶体上时，在界面射入晶体内部的折射光常为传播方向不同的两束折射光线，这两束折射光是光矢量振动方向不同的线偏振光。
其中一束折射光 ，称为寻常光（或O 光）；另一束折射光 ，其振动在 内，称为非常光（或e 光），如图3所示。
研究发现，这类晶体存在这样一个方向，沿该方向传播的光 ，该方向称为光轴。
３. 1/2波片、1/4波片，圆偏振光和椭圆偏振光 当平面偏振光垂直入射到厚度为d ，表面平行于自身光轴的单轴晶片时，o 光和e 光沿同一方向前进，但传播速度不同，因而会产生位相差，在方解石（负晶体）中，e 光速度比o 光快，而在石英（正晶体）中，o 光速度比e 光快。
因此通过晶片后两束光的光程差和位相差分别为：
d n n
e o )(-=δ d n n e o )(2-⋅=∆λπ （2）
式中，λ为光在真空中的波长，o n 和e n 分别为晶片对o 光和e 光的折射率。
由d
n n e o )(2-⋅=∆λπ
可知经晶片射出后，o 光和e 光合成的振动随位相差的不同，就
有不同的偏振方式。
在偏振技术中，常将这种能使互相垂直的光振动产生一定位相差的晶体片叫做波片。
因此晶片厚度不同，对应不同的光程差及相位差.
当光程差满足：()o e n n d δ=-= （k =0，1，2…）时， 为1/2波片； （3） 当光程差满足：()o e n n d δ=-= （k =0，1，2…）时， 为1/4波片。
（4） 平面偏振光通过λ/4片后 ，一般变为椭圆偏振光；但当线偏振光的振动方向与波片光轴方向夹角θ= 或 时，出射的仍为平面偏振光，而当θ= 时，出射的为圆偏振光。
所以可以用λ/4波片获得椭圆偏振光和圆偏振光。
4. 旋光现象
偏振光通过某些晶体或物质的溶液时， ， 称为旋光现象。
具有旋光性的晶体或溶液称为旋光物质。
最早是发现石英晶体有这种现象，后来继续发现在糖溶液、松节油、硫化汞、氯化钠等液体中和其他一些晶体中都有此现象。
有的旋光物质使偏振光的振动面顺时针方向旋转（逆光观察），称为右旋物质，反之称为左旋物质。
振动面的旋转角度不仅与入射光的波长有关，还与光在该物质中通过的 有关。
对于有旋光性的溶液，旋转角还与溶液中旋光物质的浓度成 。
四. 实验内容
注意：实验前请用挡光片或手遮住光电流传感器感光孔，光功率测试仪选用20mW 档位，然后用调零旋钮调零！
1.部分偏振光及平面偏振光的检验
（1）将氦氖激光器发出的激光直接射到偏振片上，以光传播方向为轴转动偏振片一周，用光功率测试仪观测透射光强度的变化并记录。
（2）在第一个偏振片的后面放上第二个偏振片，分别转动第一个偏振片和第二个偏振片各一周，用光功率测试仪观测透射光强度变化情况。
将两次观测结果记入表1进行比较，并作出解释。
放两个，旋转靠 近激光器那个
放两个，旋转靠近 光电流传感器那个
2. 验证马呂斯定律
让激光束（线偏振光）垂直入射并通过偏振片，在光传感器处放置白纸屏，当透过偏振片的线偏振光用肉眼观察光强最小时，即可认为此时偏振片透振方向与线偏振光振动方向夹角为90°，然后拿掉白纸屏，用光功率测试仪（20mW 档位）测量透射光强I ，旋转偏振片使夹角依次改变10°读取并记录数据，然后画出（I-I min ，
θ）及（I-I min ，2cos θ）关系曲线（I-I min 为纵轴，θ或2
cos θ为横轴）
表2 检验马呂斯定律的实验数据表 0max I (0=夹角）
min I (90=夹角） θ 90
80
70
60
50
40
30
20
10
I(mW) Cos 2
θ I-I min
为什么I 要减掉I min ？ 答：
图6.1（I-I min ，θ）关系曲线 图6.2（I-I min ，2cos θ）关系曲线
3. 1/2波片的作用
（1）让激光器产生的激光依垂直穿过偏振片P并入射到光传感器处的白纸屏，转动P，用肉眼观测并找到透光功率最小的位置（这时激光器产生的线偏振光振动方向与偏振片P透振方向垂直）；
（2）保持P不动，取下白纸屏，在P与激光器间插入1/2波片，转动波片，再使透光功率最小；
（3）以此时波片光轴位置为起点，转动1/2波片，使其光轴与起始位置的夹角依次为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时；分别将P转动一周，观察并记录光功率变化情况，并对入射到P的光偏振态分别作出判断。
（4）在（2）步骤的基础上，以此位置为零点将波片分别转动15°、30°、45°、60°、75°、90°，相应地将P沿相同方向转到消光位置，记录每次P需要转过的角度，从中可以得出什么规律？
4. 1/4波片与椭圆偏振光、圆偏振光
实验步骤与1/2波片相同，记录数据并判断现象。
5．观测线偏振光通过蔗糖溶液后的旋光现象，并测定蔗糖溶液的浓度（注意：蔗糖溶液为右旋光溶液）
a.自己设计并画出光路简图，标明各器件位置即可（提示：旋转激光管可以改变入射激光电矢量的振动方向）；
b.计算蔗糖溶液浓度。
已知：c La
Φ=
， Φ:旋光角度,0
=0.5Φ∆； L=25.00cm ，为旋光溶液长度（单次测量）,L =0.1mm ∆；
a=6.640
ml/g.cm ，为蔗糖溶液旋光率
数据处理及不确定度计算：
（1）长度不确定度L u =
（2）A 类不确定度u A Φ=
B 类不确定度B u Φ=
合成（标准）不确定度u Φ=
（3）浓度c =
（4）浓度相对不确定度c E =
浓度合成（标准）不确定度c u =
（5）结果规范表述c c c U =±=
c E = %
五、思考及讨论
1. 光的偏振现象说明了什么?
2. 产生线偏振光的方法有那些? 将线偏振光变成圆偏振光或椭圆偏振光要用何种器件?在什么状态下产生?实验中如何判断线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光?。
