大学物理实验报告系列之偏振光的分析

【实验名称】 偏振光的分析 【实验目的】 1．观察光的偏振现象，巩固理论知识，加深对光的偏振现象的认识。 2．学习直线偏振光的产生与检验方法，了解圆偏振光和正椭圆偏振光的产生和定性检验方法。 【实验仪器】 He-Ne激光器、光具座、偏振片（两块）、632.8nm的1/4波片（两块）、玻璃平板及刻度盘、白屏等。 【实验原理】 1．光的偏振状态 偏振是指振动方向相对于波的传播方向的一种空间取向作用。它是横波的重要特性。光在传播过程中，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，又叫平面偏振光（因其电矢量的振动在同一平面内）；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；若光波电矢量的振动只在某一确定的方向上占优势，而在和它正交的方向上最弱，各方向的振动无固定的位相关系，这种光称为部分偏振光。 2.直线光，圆偏光，椭圆偏振光的产生。 直线偏振光垂直通过波片的偏振状态 入射线偏振光的振动方向与波片光轴间的夹角 波片厚度d 出射光的偏振状态 0°，90° 任意 与入射光的偏振状态相同 任意 全波片 与入射光的偏振状态相同 1/2波片 转过90°的直线偏振光 45° 1/4波片 圆偏振光 其它值 内切于正方形的椭圆偏振光 1/2波片 转过2的直线偏振光 正椭圆偏振光，长短轴之 ≠ 0°， ≠ 45°， ≠ 90° 1/4波片 比为tg，ctg 其它值 内切于边长比为tg的矩形的椭圆偏振光 。

3. 鉴别各种偏振光的方法和步骤

在检偏器前插放1/4波片旋转检偏器360° （Ⅱ） 光轴取向任意 光强度无变化 光轴取向任意 光轴取向任意 两最亮两消光 （各相差180°） 两最亮两暗（各相差180°）然后, 旋转1/4波片，使光强度最暗，即使1/4波片（Ⅱ）第一步 第二步 第三步 再旋转检偏器360° 两最亮两消光 （各相差180°） 光强度无变化 两最亮两暗 （各相差180°） 结论 【实验内容】

1． 测定玻璃对激光波长的折射率 2． 产生并检验圆偏振光 3．产生并检验椭圆偏振光

圆偏振光 自然光 自然光加圆偏振光 直线偏振光 【数据表格与数据记录】

1 250 308 2 250 307 3 250 307 4 250 306 5 250 308 6 250 307 7 250 306 ip11225030858ip21225030757

两最亮两消光 （各相差180°） 椭圆偏振光 使检偏器透振方光轴与检偏器透振方向平向与暗方向平行 行或垂直

ip31225030757ip41225030656 ip51225030858ip61225030757

ip71225030656

ipip1ip7757

tanipntan571.5399

波长为632.8nm时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。

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现象：两次最亮，两次消光。结论：圆偏振光

如果使检偏器的透振方向与暗方向平行，1/4波片与检偏器透振方向垂直或平行。 现象：两次亮光，两次消光 结论：椭圆偏振光

现象：两最亮，两次消光 结论：线偏振光 【小结与讨论】

1. 实验测的了632.8nm时玻璃对空气的折射率为1.5399。

2. 单色自然光经过起偏器和检偏器，旋转检偏器一周，发现光电流相应出现两次消

光现象，是分析其原因。 答：当检偏器的偏振化的方向和检偏器的偏振化的方向为

和时，根据马吕斯定232律II0cos可知，出现两次光强为零的情况，即光电流出现了2次消光现象。

3.自己设计实验进行了几种偏振光的检验的工作，搞清了几种偏振光的区别，以及怎样得到他们。

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