实验光的偏振现象

实验光的偏振现象第1页，共12页，2023年，2月20日，星期六1实验目的验证马吕斯定律；观察光的偏振状态；了解产生与检验偏振光的元件掌握产生与检验偏振光的条件和方法。第2页，共12页，2023年，2月20日，星期六2实验仪器偏振光实验仪（激光器、起偏器、检偏器、光功率指示器、/4波片）第3页，共12页，2023年，2月20日，星期六3实验原理

光波是一种电磁波。电磁波是横波。光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振现象清楚的显示了光的横波性。

图1E，H，c三者之间的关系EvOH光矢量振动面图2线偏振光、自然光及部分偏振光abc第4页，共12页，2023年，2月20日，星期六4自然光变为线偏振光

b.......空气玻璃•••••1.51.51.51.01.01.01.0••••••••近于线偏振线偏振非偏振iB第5页，共12页，2023年，2月20日，星期六5偏振光的检测

I0..自然光线偏振光I1I2P1P2

θP1P2马吕斯定律

第6页，共12页，2023年，2月20日，星期六6实验原理

波晶片o光沿各方向传播的速度相同e光沿各方向传播的速度不同.......oeACDBvevo第7页，共12页，2023年，2月20日，星期六7对晶体而言，有一特定方向,当光线沿此方向入射时，不会产生双折射现象，该方向称为晶体的光轴。如图所示，一单色平面偏振光垂直入射在各向异性的晶体平板上，其光轴平行于晶体表面。当入射平面偏振光的偏振化方向与晶体光轴夹角为θ，则光轴方向上产生e光，垂直光轴方向产生o光，在晶体内，两光束虽沿同一方向传播，但有不同的速度。透过晶体板后，o光和e光之间产生一定的相位差。对于给定的波长，如果晶体板的厚度恰好使o光和e光的相位差为，即相位差为,则出射光线的电矢量由两个垂直的、相位差为的o光和e光振动的合成。shiyashshi第8页，共12页，2023年，2月20日，星期六8光轴波片检偏器θ=0时，获得偏振光θ=π/2时，获得偏振光θ=π/4时，获得圆偏振光θ为其他值时，获得椭圆偏振光，第9页，共12页，2023年，2月20日，星期六9实验内容及步骤一验证马吕斯定律1.仪器的调整：光功率计调零、仪器的共轴调节。2.放上起偏器找到它的实际零点（光功率计示数为最大的位置），放上检偏器找到它的实际零点（方法同上），在实际零点的基础上每转过10°记录一次相应的光功率计读数，数据填入表2。3.根据测量结果在坐标纸上做出I和cos2θ关系曲线

第10页，共12页，2023年，2月20日，星期六10

实验内容与步骤二圆偏振光和椭圆偏振光的检验

激光垂直照射于一组相互正交的偏振片上，在它们之间插入一λ/4波片。转动λ/4波片再一次处于消光状态，此时λ/4波片的光轴位置为零线，转动λ/4波片使其光轴与零线的夹角依次为30°、45°、60°、75°、90°。在取上述每一个角度时都将检偏器转动一周，观察并描述从检偏片透出的光强变化情形，然后做出解释。数据填入表3。第11页，共12页，2023年，2月20日，星期六11思考题1.自然光垂直照在一个/4波片上，再用一个偏振片观察该波片的透射光，转动偏振片360，能看到什么现象？固定偏振片转动波片360，又能看到什么现象？为什么？

2.求在下列情形下理想起偏器何检偏器两个偏振轴之间的夹角为多少？（1）透射光是入射自然光强度的1/3；(2)