实验：光偏振与马吕斯定律-实验报告

光偏振现象的研究实验报告一、引言光偏振现象是指光波在传播过程中，振动方向只在一个平面内的现象。

光偏振现象的研究对于理解光学原理及其应用具有重要意义。

本实验旨在通过测量不同偏振方向下透射光强度的变化，探究光偏振现象的基本原理及其应用。

二、实验原理1. 光偏振概念当一束光波在传播过程中，振动方向只在一个平面内时，称为偏振光。

如果此时所选平面与传播方向垂直，则称为线性偏振光。

2. 偏振片偏振片是一种能够选择或制造出特定偏振方向的器件。

常见的有各种材料制成的线性偏振片、四分之一波片和半波片等。

3. 马吕斯定律马吕斯定律指出：当线性偏振光通过另一个线性偏振片时，透射光强度与两者间夹角θ满足cos2θ关系。

4. 假设条件本实验中所涉及到的所有器件均为理想器件，忽略了实际器件的各种不完美因素。

三、实验装置1. He-Ne激光器2. 偏振片（线性偏振片、四分之一波片、半波片）3. 透镜4. 探测器四、实验步骤1. 将He-Ne激光器放置于台架上，开启电源，调节激光束方向，使其垂直于偏振片的传播方向。

2. 将线性偏振片插入激光束路径中，并旋转偏振片，观察透射光强度的变化。

3. 将四分之一波片插入激光束路径中，并旋转四分之一波片和线性偏振片，观察透射光强度的变化。

4. 将半波片插入激光束路径中，并旋转半波片和线性偏振片，观察透射光强度的变化。

5. 通过探测器测量不同角度下透射光强度，并记录数据。

五、实验结果与分析1. 线性偏振片当线性偏振片与激光束的偏振方向垂直时，透射光强度为0。

随着偏振片旋转，透射光强度呈现出cos2θ的变化规律，符合马吕斯定律。

2. 四分之一波片四分之一波片能够将线性偏振光转化为圆偏振光。

当线性偏振片与四分之一波片的快轴和慢轴夹角为45°时，透射光强度最大；当夹角为0°或90°时，透射光强度为0。

3. 半波片半波片能够将线性偏振光转化为相反方向的线性偏振光。

当线性偏振片与半波片的快轴和慢轴夹角为45°时，透射光强度最大；当夹角为0°或90°时，透射光强度为0。

一、实验目的1. 了解光的偏振现象，掌握产生与检验偏振光的条件和方法。

2. 掌握起偏器和检偏器的使用方法，并利用它们进行光的偏振分析。

3. 通过实验，验证马吕斯定律，加深对偏振光理论的理解。

二、实验原理1. 光的偏振现象：当光波传播过程中，振动方向在某一特定方向上时，这种光称为偏振光。

偏振光可以产生线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。

2. 起偏器和检偏器：起偏器是一种能够产生线偏振光的元件，检偏器则用于检验光的偏振状态。

它们通常由偏振片制成，利用光学双折射原理。

3. 马吕斯定律：当一束完全线偏振光通过一个偏振器时，光强与入射线偏振光的光矢量振动方向与偏振器偏振方向之间的夹角有关。

光强I与入射线偏振光的光强I0之间的关系为：I = I0 cos²θ，其中θ为入射线偏振光的光矢量振动方向与偏振器偏振方向之间的夹角。

三、实验仪器与材料1. 起偏器：偏振片2. 检偏器：偏振片3. 半导体激光器（波长650nm）4. 硅光电池5. 分光计6. 数字式检流计7. 导线、连接器等四、实验步骤1. 将起偏器固定在分光计的光轴上，调整激光器的输出光束，使其通过起偏器。

2. 将检偏器放置在分光计的另一臂上，调整其方位，使入射线偏振光通过检偏器。

3. 观察数字式检流计的读数，记录此时光强I。

4. 旋转检偏器，记录不同方位角下的光强I。

5. 利用马吕斯定律，计算不同方位角下的cos²θ值。

6. 绘制光强I与方位角θ的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，随着检偏器方位角的改变，数字式检流计的读数发生明显变化。

当检偏器与起偏器偏振方向平行时，光强达到最大值；当检偏器与起偏器偏振方向垂直时，光强达到最小值。

2. 根据实验数据，绘制光强I与方位角θ的关系曲线。

曲线呈余弦规律，符合马吕斯定律。

3. 通过实验，验证了马吕斯定律的正确性，加深了对偏振光理论的理解。

六、实验结论1. 光的偏振现象是客观存在的，通过实验可以观察到光的偏振现象。

1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振理论的认识。

2. 掌握产生和检验偏振光的方法和仪器。

3. 学习马吕斯定律，验证偏振光的基本特性。

二、实验原理光是一种电磁波，其电场和磁场相互垂直，且均垂直于光的传播方向。

在光的传播过程中，光的电场矢量可以具有不同的振动方向，这种现象称为光的偏振。

当光的电场矢量振动方向限定在某一平面内时，这种光称为线偏振光；当电场矢量振动方向随时间作有规律的变化，且轨迹为圆或椭圆时，这种光称为圆偏振光和椭圆偏振光。

偏振光的产生可以通过以下方法实现：1. 使用偏振片（起偏器）对自然光进行起偏，使其变为线偏振光；2. 使用波片（检偏器）对线偏振光进行检验，判断其偏振状态；3. 使用1/4波片和1/2波片对线偏振光进行调制，产生圆偏振光和椭圆偏振光。

马吕斯定律描述了线偏振光通过偏振片时的光强变化，其表达式为：I = I0 cos^2(θ)其中，I为透射光强，I0为入射光强，θ为偏振片偏振方向与入射光偏振方向的夹角。

三、实验仪器1. 自然光源：如激光器、白炽灯等；2. 偏振片：用于产生和检验线偏振光；3. 波片：用于产生圆偏振光和椭圆偏振光；4. 1/4波片和1/2波片：用于调制线偏振光；5. 光具座：用于固定实验仪器；6. 光电传感器：用于测量光强。

1. 将自然光源照射到偏振片上，使自然光变为线偏振光；2. 将线偏振光照射到波片上，观察光强变化，判断线偏振光的偏振状态；3. 使用1/4波片和1/2波片对线偏振光进行调制，观察圆偏振光和椭圆偏振光的产生；4. 记录实验数据，如光强、角度等；5. 根据实验数据，验证马吕斯定律，分析光的偏振现象。

五、实验结果与分析1. 观察到自然光经过偏振片后，光强明显减弱，说明自然光具有一定的偏振性；2. 当线偏振光照射到波片上时，光强变化与波片偏振方向有关，验证了马吕斯定律；3. 通过1/4波片和1/2波片的调制，成功产生了圆偏振光和椭圆偏振光，进一步证实了光的偏振现象。

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）。

第1篇一、实验目的1. 观察和分析激光的偏振现象，加深对光的偏振理论的理解。

2. 学习使用偏振片、1/4波片等光学元件进行光的偏振实验。

3. 验证马吕斯定律，了解光的偏振度与偏振片偏振化方向之间的关系。

4. 掌握使用激光器和光具座进行实验操作，提高实验技能。

二、实验仪器与材料1. 激光器：波长650nm，功率可调。

2. 光具座：用于固定实验仪器。

3. 偏振片：用于产生和检测线偏振光。

4. 1/4波片：用于产生椭圆偏振光和圆偏振光。

5. 激光功率计：用于测量激光功率。

6. 白屏：用于观察光的传播路径和现象。

三、实验原理1. 偏振光：光波电矢量的振动只局限在某一确定平面内，这种光称为偏振光。

2. 马吕斯定律：强度为I0的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度（不考虑吸收）为I = I0 cos²θ，其中θ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。

3. 1/4波片：当线偏振光垂直入射1/4波片时，寻常光（o光）和非常光（e光）之间的位相差等于π/2或其奇数倍。

特别当θ=45°时，出射光为圆偏振光。

四、实验步骤1. 实验一：观察激光的偏振特性- 将激光器输出光调至最小功率。

- 在光具座上放置偏振片，转动偏振片，观察光在白屏上的现象。

- 记录功率最大值和最小值，以及对应的角度，计算激光的偏振度。

2. 实验二：验证马吕斯定律- 在光具座上依次放置偏振片、1/4波片和检偏器。

- 调整1/4波片和检偏器的位置，使光在白屏上呈现清晰的消光现象。

- 改变检偏器的角度，观察透射光强度的变化，记录角度变化与对应功率值。

- 绘制角度与功率关系曲线，并与理论值进行比较。

3. 实验三：波片的性质及利用- 将1/4波片放置在已消光的起偏器和检偏器之间。

- 转动1/4波片，观察已消光位置的变化，确定1/4波片光轴方向。

- 改变1/4波片的光轴方向与起偏器的偏振方向的夹角，对应每个夹角检偏器。

五、实验结果与分析1. 实验一：激光的偏振度为XX%，与理论值基本一致。

光的偏振实验报告一、实验目的1、观察光的偏振现象，加深对光偏振基本概念的理解。

2、掌握产生和检验偏振光的方法。

3、了解偏振片的特性和应用。

二、实验原理1、光的偏振态光是一种电磁波，其电场矢量的振动方向与传播方向垂直。

光的偏振态通常分为自然光、部分偏振光和完全偏振光三种。

自然光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向是随机的，且各个方向的振幅相等。

部分偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向是随机的，但不同方向的振幅不相等。

完全偏振光：在垂直于光传播方向的平面内，电场矢量的振动方向固定不变。

完全偏振光又分为线偏振光和圆偏振光、椭圆偏振光。

2、偏振片偏振片是一种只允许某一特定方向的光振动通过的光学器件。

其工作原理基于二向色性，即某些物质对不同方向振动的光吸收程度不同。

3、马吕斯定律当一束线偏振光通过检偏器时，透射光的强度 I 与入射光的强度 I₀以及检偏器的透光轴与入射光偏振方向之间的夹角θ 有关系：I ＝I₀cos²θ 。

三、实验仪器1、半导体激光器2、起偏器3、检偏器4、光功率计5、光学导轨四、实验步骤1、调整实验仪器将半导体激光器、起偏器、检偏器依次安装在光学导轨上，使它们的中心处于同一水平线上。

调整各器件的高度和角度，使激光束能够顺利通过起偏器和检偏器。

2、观察自然光和偏振光不放置起偏器，直接观察激光束，此时的光为自然光。

在激光束前放置起偏器，旋转起偏器，观察透过起偏器后的光强变化。

当光强达到最大且稳定时，此时的光为线偏振光。

3、验证马吕斯定律固定起偏器的位置，使其产生的线偏振光的偏振方向不变。

旋转检偏器，每隔 10°记录一次光功率计的读数。

根据测量数据，以角度θ 为横坐标，光强 I 为纵坐标，绘制曲线，并与理论曲线 I ＝ I₀cos²θ 进行比较。

4、观察圆偏振光和椭圆偏振光在起偏器和检偏器之间插入四分之一波片，旋转波片和检偏器，观察光强的变化和光的偏振态。

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。

实验报告姓名：***** 班级：***** 学号：***** 实验成绩：同组姓名：**** 实验日期：***** 指导教师：批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1．观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；2．了解1 / 2 波片、1 / 4 波片的作用；3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。

【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．马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0 为进入检偏器前（偏振片无吸收时）线偏振光的强度。

4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为e 光、o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同，因而产生的光程差为位相差为式中n e 为e 光的主折射率，n o 为o 光的主折射率（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜0）。

一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光波偏振性的理解。

2. 掌握起偏器和检偏器的使用方法，以及马吕斯定律的应用。

3. 学习偏振光在光学技术中的应用。

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，其电场矢量（E）和磁场矢量（H）垂直于传播方向。

在自然光中，E矢量在所有可能的方向上振动，而在偏振光中，E矢量只在特定方向上振动。

起偏器（如偏振片）可以将自然光转化为偏振光，检偏器（如第二个偏振片）可以用来检测和调节偏振光的偏振方向。

根据马吕斯定律，当偏振光通过检偏器时，其强度与入射光的偏振方向和检偏器偏振方向的夹角有关。

三、实验仪器1. 自然光源（如激光器）2. 起偏器（偏振片）3. 检偏器（偏振片）4. 光屏5. 支架和固定装置6. 量角器四、实验步骤1. 将自然光源、起偏器和光屏依次放置在支架上，调整光路使其成为直线传播。

2. 在光路上放置起偏器，调整其角度，观察光屏上的光强度变化。

3. 在起偏器后放置检偏器，调整其角度，观察光屏上的光强度变化。

4. 改变起偏器和检偏器的相对角度，观察光屏上的光强度变化，并记录实验数据。

5. 通过实验验证马吕斯定律，并分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到当起偏器和检偏器的偏振方向平行时，光屏上的光强度最大；当两者偏振方向垂直时，光屏上的光强度最小。

2. 通过实验数据，验证了马吕斯定律：光强度与入射光的偏振方向和检偏器偏振方向的夹角的余弦平方成正比。

3. 分析实验结果，得出以下结论：- 偏振光具有方向性，其强度与偏振方向有关。

- 起偏器和检偏器可以用来调节和检测偏振光的偏振方向。

- 马吕斯定律是描述偏振光性质的重要定律。

六、实验讨论1. 实验过程中，光屏上的光强度变化可能受到多种因素的影响，如起偏器和检偏器的质量、环境光线等。

为了提高实验结果的准确性，应尽量减小这些因素的影响。

2. 实验结果表明，偏振光在光学技术中具有重要的应用价值，如液晶显示、光学通信、光学成像等。

实验报告姓名：班级：学号：51 实验成绩：同组姓名：实验日期：2011- 指导老师：助教批阅日期：偏振光学实验【实验目的】1.观察光的偏振现象，验证马吕斯定律；2．了解1/2波片、1/4 波片的作用；3．掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。

.【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．马吕斯定律设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为A0，则透过检偏器的线偏振光的强度为I式中I0为进入检偏器前（偏振片无吸收时）线偏振光的强度。

4．椭圆偏振光、圆偏振光的产生；1/2 波片和1/4 波片的作用当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，若其振动面与晶片的光轴成α角，该线偏振光将分为e 光、o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中传播速度不同，因而产生的光程差为位相差为式中n e为e 光的主折射率，n o为o 光的主折射率（正晶体中，δ＞0，在负晶体中δ＜0）。

第1篇一、实验目的1. 观察光的偏振现象，加深对光的偏振规律的认识。

2. 掌握产生和检验偏振光的光学元件（如偏振片、1/4波片等）的工作原理。

3. 学习使用偏振片进行光路准直和极坐标作图。

二、实验原理1. 光的偏振现象：光是一种电磁波，其电场矢量E在垂直于光传播方向的平面上可以有不同的振动方向。

当光在传播过程中，若电场矢量E保持一定的振动方向，则称为偏振光。

2. 偏振片：偏振片是一种具有选择性吸收特定方向振动光线的材料。

当自然光通过偏振片时，只有与偏振片偏振方向一致的光线能够通过，从而实现光的偏振。

3. 1/4波片：1/4波片是一种厚度为1/4波长（λ/4）的透明介质，它可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光。

4. 马吕斯定律：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与入射光强度I0之间的关系为：I = I0 cos²θ。

三、实验仪器1. 光具座2. 偏振片3. 1/4波片4. 激光器5. 白屏6. 直尺7. 量角器四、实验步骤1. 将激光器发出的激光照射到白屏上，调整激光器与白屏的距离，使激光在白屏上形成明亮的点。

2. 将偏振片放置在激光器与白屏之间，调整偏振片的偏振方向，观察白屏上的光点变化。

3. 记录偏振片偏振方向与光点变化的关系，分析光的偏振现象。

4. 将1/4波片放置在偏振片与白屏之间，调整1/4波片的光轴方向，观察白屏上的光点变化。

5. 记录1/4波片光轴方向与光点变化的关系，分析1/4波片的作用。

6. 将偏振片与1/4波片组合，观察白屏上的光点变化，分析光的偏振现象。

7. 利用偏振片和1/4波片进行光路准直，观察准直效果。

8. 使用直尺和量角器测量偏振片和1/4波片的偏振方向，分析极坐标作图方法。

五、实验结果与分析1. 当偏振片的偏振方向与光点变化方向一致时，光点亮度最大；当偏振片的偏振方向与光点变化方向垂直时，光点亮度最小。

2. 1/4波片可以将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光，当1/4波片的光轴方向与偏振片的偏振方向成45°时，光点亮度最大。

一、实验目的1. 观察光的偏振现象，了解光偏振的基本规律。

2. 掌握偏振光的产生、检验及其相关光学元件的使用方法。

3. 通过实验验证马吕斯定律，加深对偏振光理论知识的理解。

二、实验原理光是一种电磁波，其电场矢量在不同方向上的振动决定了光的偏振状态。

当光波通过某些光学元件（如偏振片、波片等）时，其振动方向会发生变化，从而产生偏振光。

1. 偏振光的产生：自然光通过偏振片后，由于偏振片的透光方向限制，光波振动方向被限定在一个特定的平面上，从而产生线偏振光。

2. 偏振光的检验：通过偏振片观察线偏振光，可以看到明暗交替的现象，这种现象称为消光现象。

当偏振片的透光方向与线偏振光的振动方向垂直时，光无法通过偏振片，产生消光现象。

3. 马吕斯定律：当线偏振光通过第二个偏振片（检偏器）时，光强与两个偏振片透光方向夹角的余弦平方成正比。

即 I = I₀ cos²θ，其中 I₀为入射光强，θ 为两个偏振片透光方向的夹角。

三、实验仪器与材料1. 自然光源（如太阳光、激光等）2. 偏振片（两片）3. 波片（1/2波片、1/4波片）4. 支架5. 铁夹6. 光具座7. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将自然光源放置在光具座上，调整光源方向，使其垂直于光具座。

2. 将第一片偏振片固定在支架上，使其透光方向与光源方向垂直。

3. 将第二片偏振片固定在支架上，调整其透光方向与第一片偏振片透光方向的夹角。

4. 观察通过第一片偏振片后的光，可以看到明暗交替的现象，即消光现象。

5. 调整第二片偏振片的透光方向，使其与第一片偏振片透光方向重合，观察光强。

6. 改变第二片偏振片的透光方向，记录不同夹角下的光强。

7. 将波片（1/2波片、1/4波片）插入第一片偏振片与第二片偏振片之间，观察光强变化。

8. 重复步骤6和7，记录不同波片插入后的光强变化。

五、实验结果与分析1. 通过第一片偏振片后的光产生消光现象，说明自然光经过偏振片后成为线偏振光。

光的偏振实验光的偏振是指光波在传播过程中的振动方向。

对于自然光而言，它是沿着各个方向振动的，而偏振光则是只在一个特定方向振动的光。

光的偏振实验是通过一系列实验手段来研究光的偏振性质和行为的。

本文将介绍几种经典的光的偏振实验方法。

一、马吕斯定律实验马吕斯定律是用来描述光的反射和折射时的偏振现象的。

通过马吕斯定律实验，我们可以观察到光在介质表面反射时的偏振现象。

实验方法：1. 准备一束线偏振光，可以通过偏振片过滤自然光来获取。

2. 将偏振片放置在介质表面，使其与表面成一定的夹角。

3. 观察反射光的偏振情况，可以通过另一块偏振片来判断其偏振方向。

实验结果：根据马吕斯定律，当入射角等于特定角度时，反射光是完全偏振的。

此时偏振片与介质表面垂直的方向与反射光偏振方向平行，而与介质表面平行的方向则与反射光偏振方向垂直。

二、尼古拉斯实验尼古拉斯实验是用来观察光的偏振方向随着材料的旋转而发生变化的实验。

通过尼古拉斯实验，我们可以确定材料的双折射性质以及对光的偏振方向的影响。

实验方法：1. 准备一束线偏振光，可以通过偏振片过滤自然光来获取。

2. 将光通过一个双轴晶体，如石英晶体。

3. 旋转晶体，并观察通过晶体后的光的偏振方向。

实验结果：当晶体的主轴方向与偏振光的偏振方向平行时，通过晶体的光仍然是线偏振的。

但当晶体旋转时，通过晶体的光的偏振方向会随之发生改变。

三、菲涅尔法实验菲涅尔法实验是一种经典的观察光的偏振干涉现象的实验。

通过菲涅尔法实验，我们可以观察到光在通过偏振片和波片时的干涉现象。

实验方法：1. 准备一束线偏振光，并通过一个偏振片使其只能通过一个特定方向的偏振光。

2. 用波片将入射光转化为圆偏振光。

3. 再次通过一个偏振片，观察通过偏振片和波片后的干涉现象。

实验结果：当通过偏振片和波片的光具有相同的偏振方向时，两束光合成的光会产生干涉现象。

干涉条纹的间距和样貌会受到波片的厚度和入射光的偏振方向影响。

结论：光的偏振实验是研究光的偏振性质和行为的重要手段之一。

一、实验目的1. 了解偏振光的产生原理。

2. 掌握偏振光的检测方法。

3. 验证马吕斯定律，加深对光的偏振现象的认识。

二、实验原理1. 偏振光的产生光波是一种电磁波，具有横波特性。

当光波通过某些光学元件时，其振动方向会限定在某一平面内，这种光称为偏振光。

常见的偏振光产生方法有：（1）反射：当光从一种介质射向另一种介质时，部分光会被反射，反射光会发生偏振现象。

（2）折射：当光从一种介质射向另一种介质时，部分光会被折射，折射光也会发生偏振现象。

（3）起偏器：利用光学元件（如偏振片）选择性地透过某一方向的光，从而产生偏振光。

2. 偏振光的检测检测偏振光的方法主要有以下几种：（1）干涉法：利用两束偏振光相互干涉，观察干涉条纹的变化，从而判断光是否为偏振光。

（2）马吕斯定律：利用偏振片检测偏振光的振动方向，验证马吕斯定律。

（3）光电效应：利用光电探测器检测偏振光的强度变化，验证偏振光的存在。

3. 马吕斯定律当一束偏振光通过一个偏振片时，其振动方向与偏振片的透振方向平行时，光强最大；当振动方向与透振方向垂直时，光强为零。

马吕斯定律的表达式为：I = I0 cos²θ其中，I为透过偏振片后的光强，I0为入射光强，θ为入射光的振动方向与偏振片的透振方向之间的夹角。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：（1）He-Ne激光器（2）偏振片（两块）（3）1/4波片（两块）（4）光具座（5）白屏（6）刻度盘2. 实验材料：（1）玻璃平板（2）反射镜四、实验步骤1. 将He-Ne激光器固定在光具座上，调整激光束的传播方向，使其垂直于白屏。

2. 将一块偏振片放置在激光束的路径上，调整偏振片的透振方向，使其与激光束的振动方向平行。

3. 观察白屏上的光强变化，记录光强最大时的偏振片透振方向。

4. 将1/4波片放置在偏振片之后，调整1/4波片的位置，使透过1/4波片的光强最大。

5. 改变偏振片和1/4波片之间的夹角，观察光强变化，记录光强最小时的夹角。

光学实验教案实验观察光的偏振与马吕斯定律1. 实验目的本实验旨在通过观察光的偏振现象和应用马吕斯定律，加深学生对光学特性的理解，同时培养学生动手操作和实验数据分析的能力。

2. 实验器材和材料- 偏振板- 光源（如白炽灯或激光器）- 透镜- 偏振片- 平面镜- 半透镜- 实验笔记本3. 实验原理3.1 光的偏振光是一种电磁波，具有振动方向。

如果光的振动方向一致，则称该光是偏振光。

偏振板是一种能够选择光振动方向的装置，它可以让只有特定方向的光通过，而阻挡其他方向的光。

3.2 马吕斯定律马吕斯定律是描述光在界面上反射和折射的关系的定律。

它表明，入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的折射率的比值。

4. 实验步骤4.1 实验一：观察光的偏振现象4.1.1 将光源置于透镜前方，并将偏振片插入透镜与光源之间。

4.1.2 调节偏振片的方向，观察光通过偏振片后的变化。

4.2 实验二：验证马吕斯定律4.2.1 将平面镜放置在光源前方，并调整镜面与光源的夹角。

4.2.2 选取一个入射角度，通过调整光线的入射角度，观察反射角度的变化。

5. 实验结果与讨论5.1 实验一结果分析通过观察偏振片的效果，发现只有与偏振光垂直的方向的光能够通过。

这说明，偏振片能够选择特定方向的光，并使其他方向的光被阻挡。

5.2 实验二结果分析通过改变光线的入射角度，我们观察到反射角度的变化。

实验结果与马吕斯定律的预测一致，即入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的折射率的比值。

6. 实验应用光的偏振和马吕斯定律在生活中有着广泛的应用。

例如，在太阳镜和偏光镜中使用了偏振片，可以减少光的强度和反射，提高视觉的清晰度。

在光电子学领域，马吕斯定律被广泛应用于设计和制造光学器件。

7. 实验总结通过本次实验，我们观察到了光的偏振现象并验证了马吕斯定律。

这些实验以及相关的理论知识有助于加深对光学特性的理解，并培养了学生的实验操作和数据分析能力。

掌握了光的偏振现象和马吕斯定律的应用，将为今后的学习和研究提供基础。

大物实验光的偏振实验报告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。