两明两暗！
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
圆偏振光+1/4波片C2+检偏器
光轴 方向
=45
..
自然光 线偏振光 起偏器P1
? 圆偏振光
波片C1
线偏振光 ? 波片C2 检偏器P2
¼
¼
光强变化！有 消光！
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
自然光+1/4波片C2+检偏器
..
自然光
..
自然光 ?
¼
波片C2
实验内容：偏振光的观察与应用
演示实验 + 学生实验
北华航天工业学院 基础部-物理实验室
透振方向
无 光 ！
腰上横别扁担进不了城门！
实验原理：线偏振光-马吕斯定律
起 偏 检 偏
I0
起偏器
P1
I0 2
P2 I 0
2
cos I ？
2
检偏器
P1
马吕斯定律 强度为 I 0 的线偏振 光通过检偏振器后, 出射光的强度为
E P2
I I 0 cos
2
E E sin
α
E// E cos
实验原理：线偏振光-起偏器与检偏器
天然偏振片： 人造偏振片：
六角形长 对角线方 向为光轴
透明聚乙烯醇片，强烈吸收某一方向 上的光振动，透射光成为线偏振光。 优点：造价低廉；面积大，通光孔径大； 轻便。
E
自然光 入射 线偏振 光出射
1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！
实验原理：形象说明偏振片原理
． ip ． ． ． ．． ．． ．． ．． ．． ． ． ．．
实验原理：线偏振光-双折射晶体
—— 寻常光（o光） 非常光（e光） ——
遵守折射定律的光线，振动方向垂直于主截面 不遵守折射定律的光线，振动方向平行于主截面
（一般情况，非常光线不在入射面内） 实验证明： O 光和
e
光均为线偏振光.
实验内容：圆偏振光、椭圆偏振光的产生
光轴 方向
=30
...
自然光 起偏器 线偏振光
¼
椭圆偏振光！ 偏振态？ 检偏器 波片
偏振态？
线偏振光！
思考： =45 =60 =75 =90 时，经 过1/4波片后的光的偏振态分别如何？旋转检偏器 180 你将看到什么现象？
旋转检偏器 看到什么现 象？
B
o
主截面
光轴
e
C
D
o
e
实验原理：圆偏振光与椭圆偏振光 ——线偏振光+1/4波片
e光：E1 E cos x E1 cos t 1 o光：E2 E sin y E2 cos t 2
x y 2 xy 2 cos sin 2 1 2 1 2 2 E1 E2 E1 E2
检偏器
光强不变
部分偏振光、椭圆偏振光的区分 ？
注意事项
不要让激光照射或反射到人眼中，以免损伤 眼睛。 所有仪器的光学平面都严禁触摸和用任何东 西随意擦拭，实验完毕后按规定位置放置。
思考题（待定）
1、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解 释？ 答：若插入的偏振片跟两个正交的偏振片中其中一个平行，没有 出射光产生，因为插入的偏振片对光的选择没有产生影响；若 插入的偏振片不跟两个正交的偏振片平行，则有出射光产生， 因为透过插入的偏振片出来的光的振动方向跟插入的偏振化方 向一致，跟后面的偏振片不垂直，因此有出射光产生。 2、两片1/4波片组合可否做成半波片？ 答：可以（补充答案！）
（B） 偏光镜消除了反射偏振 光，使玻璃门内的人物 清晰可见
实际应用：偏振光的应用 3D电影
人的双眼因为相距有一定距离 60-65 毫米，所以在看特定事物的时候， 用左眼看到的影像和用右眼看到的影像有所不同。 3D拍摄通过两台摄像机 模拟人眼角度，拍左眼和右眼的画面。 很重要的问题是确保两个摄像机之间的光圈、焦距和亮度一致，否则拍 出来的两个画面人眼看起来会有很多不适的感觉。
实验原理：线偏振光-反射法【光学玻璃】
n1
i0 π/2
i0 i2

2
n2
反射光为光矢量垂直于入射面的 完全偏振光 透射光为部分偏振光
i2
n2 tgi0 n1
i0 称为起偏振角—布儒斯特角
实验原理：线偏振光-折射法【玻璃堆】
自然光以布儒斯特角入射到玻璃片堆(由二十多个玻璃 片组成)上,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.透射 光偏振度非常高,也可视为线偏振光,振动面平行于入射面.
左眼——“非左无视” 右眼——“唯右是瞻”
实验内容1：线偏振光的产生
线偏振光的产生
检偏器
....
自然光 I0
光强不变I = I0/2
若入射光是部分偏振光将会观察到什么现象？
实验内容：线偏振光的产生
....
起偏器 检偏器
自然光
线偏振光
两偏振片的偏振化方向相互垂直 时光强为零 —— 消光！
光强变化！有 消光！
2
2


讨论：
x2 y2 2 1 2 E1 E2
1 玻片，引入 相位差 4 2
实验仪器
激光器 光屏
实验仪器
起偏器、检偏器
¼ 波片
实际应用：偏振光的应用
生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏 振却很敏感。比如蜜蜂有五只复眼，三只长在头顶上、两只长在头正 面，每个复眼包含有6300个六边形小眼，这些小眼能根据太阳的偏光
实验原理：光-电磁波
在光波中，能够引起人眼视觉的是电矢量 E，所 以通常用电矢量 E代表光的振动方向。一般我们将 E 称为光矢量。
实验原理：光的五种偏振态
自然光

部分偏振光
线偏振光 (平面偏振光)
实验原理：光的五种偏振态
y
y
0
y
x
x
z
x
右旋圆偏振光在三维空间中 电矢量左旋
实验原理：五种偏振态的产生方法 1）自然光：天然光源、一般人造光源 2）部分偏振光：折射 3）线偏振光： ▲ 利用偏振片 ▲ 利用反射和折射 ▲ 利用晶体双折射 4）圆偏振光与椭圆偏振光： 线偏振光+1/4波片
实验：偏振光的观察与应用
基础部-物理实验室
预备问题（待定）
1 、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什 么现象？怎样解释？
2、两片1/4波片组合可否做成半波片？
偏振光的观察与应用
• 实验学时：2学时
• 实验目的
1. 观察光的偏振现象，认识偏振现象的基本规律； 2. 了解椭圆偏振光、圆偏振光的产生和各种玻片 的作用。
实际应用：偏振光的应用 3D电影
放映时利用两台放映机，每架放映机前各装一块方向垂直的偏振片，把 两个视点的图像同步放映，使这略有差别的两幅图像显示在银幕上。 这两台放映机的偏振光反射到观众处，偏振光方向不改变，观众使用对 应上述的偏振光的偏振眼镜观看，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只 能看到右机映出的画面，这些画面经过大脑综合后，便会显出“深度” 来。
确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准
确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。 再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一
种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。
珠宝鉴定 区分寻常光与非常光
实际应用：偏振光的应用 镜头偏光镜——消除反光、使色彩更亮丽
（A） 玻璃门表面的 反光很强