反射光
ii
G的反射光为垂直入射面的振动较强的部分偏振光。 以反射光的传播方向为轴旋转偏振片N，当透过光强极大时偏振片的主截
面和反射光的振动较强的偏振面一致。
物理学实验教学示范中心
光学实验
2、验证马吕斯定律
使N1N2正交，记录照度计上的示值，将检偏器N2每转一角度（100） 记录一次，直至转动900为止，重复3次。数据表格如下：
物理学实验教学示范中心
光学实验
四. 圆偏振光和椭圆偏振光的产生
波片：是从单轴双折射晶体上平行于光轴方向切下的薄片
e
o
若平面偏振光垂直入射 波片，且其振动面与波
片的光轴夹角为 时，
则在波片内入射光就分
解为振动方向互为垂直
的两束平面偏振光，称
双折射现象
为o 光和e 光.
2
(n0
ne )d
物理学实验教学示范中心
A 2
2 P2的透
振方向
P1
A1 sin
A1
P2
将A1 分解为A1cosθ和A1sinθ，其中只有平行于检
A2 A1 cos
偏振A2分量可以通过检偏器。透过检偏器的光强为 I2=I1cos2θ——马吕斯定律
当θ为0 或 π 时，透射光最大；而当θ为π/2或 3π/2 时，透射光强为零，即当检偏器转动一周时 会出现两次消光现象。
偏振光的振动面与半波片光轴的交角为α，则从波片透射出的光仍为平 面偏振光，但其振动面相对于入射光的振动面转过2α角。
物理学实验教学示范中心
光学实验
实验内容与步骤
偏振片的主截面：偏振化方向和光的传播方向 所对应的平面叫做与这条光线相对应的主截面
1、确定偏振片的主截面。
自然光在两各向同性媒介分界面上反射 时，反射光为部分偏振光，且反射光垂 直入射面的振动较强。
用偏光镜消除了反射 偏振光 使玻璃门内的
人物清晰可见
光学实验
实验原理
光的波动的形式在空间传播属于电磁波，
它的电矢量E与磁矢量 H 相互垂直。E 和 H 均垂直于光的传播方向，故光波是横波。
实验证明光效应主要由电场引起，所以电
矢量 E 的方向定为光的振动方向。
物理学实验教学示范中心
光学实验
一. 几种光
二. 平面偏振光的产生
（1）非金属表面的反射和折射 光线斜射向非金属的光滑表面如水、玻璃等时，反射光和折
射光都会产生偏振现象，偏振的程度取决于光的入射角及反射
物质的性质。当入射角 满足关系：
tan n
布如斯特定律
时，反射光为平面偏振光。此时入射角 称为起偏角，n
为反射物质的折射率。
物理学实验教学示范中心
θ（0） 90 ………..
0
I（lx）
作光强 I 随cos2θ 的变化图，验证马吕斯定律。
注意：θ 为起偏器N1 的偏振化方向和检偏器N2的 偏振化方向的夹角。 N1N2正交时θ＝900
物理学实验教学示范中心
光学实验
3、圆偏振光和椭圆偏振光的产生和检验
（1）使用图4装置，调N1、N2正交使通过的光消失，在N1、N2间和 N1平行放置1/4波片； （2）以光线方向为轴转动波片消光； （3）转动N2 3600，观察并记录现象； （4）再将1/4波片从消光位置转过15度、 30度、45度、60度、75 度、90度，以光线方向为轴每次将N2转3600,记录观测到的现象，记 录光强最大值和最小值。
当偏振片旋转时.
I不变？是什么光 I变，有消光？是什么光
I变，无消光？是什么光
物理学实验教学示范中心
光学实验
三、平面偏振光通过检偏器后光光强的的变偏化 振
偏振光在通过检偏器后其光强如何变化？
物理学实验教学示范中心
光学实验
三. 平面偏振光通过检偏器后光强的变化
I0
P1
I1 P2
A1
P1的透振方向
I
物理学实验教学示范中心
光学实验
用1/4波片观察光强变化表
1/4波片转 N2转一周,透射光强是否变化?
角
如何变化？
0° 15° 30° 45° 60° 75° 90°
Imax(lx) Imin(lx)
物理学实验教学示范中心
光学实验
注意事项
1、激光器需预热半小时。 2、调节各光学元件的等高共轴。
实验思考
光学实验
当 1 (2k 1) , k 0,1, 2, 时，晶体称为1/4波片。一般从1/4波片
透射出的2光为椭圆偏振光，但是，当其振动面与波片的光轴夹角为 α=0 或
α=π/2时，透射光为平面偏振光；当其振动面与波片的光轴夹角为 α=π/4， 透射光为圆偏振光。
当 (2k 1) , k 0,1, 2, 时，晶体称为半波片。如果入射平面
光矢量
E
传播方向
线偏振光的表示方法
·
振动面
面对光的传播方向看
(4）圆偏振光和椭圆偏振光
光波电矢量随时间作有规则的改变，且电矢量末端在垂直于 传播方向的平面上的轨迹呈圆形或椭圆形的光为圆或椭圆偏 振光.它们都可以看作是两个振动面相互垂直的、有一定相 位差的线偏振光的叠加。
物理学实验教学示范中心
光学实验
光学实验
（3）由晶体双折射产生偏振
光进入各向异性介质（晶体）时，
双折折射射现现象 介质中出现两束折射光线的现象
叫做双折射。
iC
C
O光 e
光
物理学验教学示范中心
o光为寻常光， 遵守折射定律 ； e光为非寻常光， 不遵守折射定律
光学实验
检偏
用偏振器件分析、检验光的偏振态.
P
待检光
I
?
偏振化方向 (透光方向)
偏振现象的观察和分析
光学实验
物理学实验教学示范中心
光学实验
实验目的
1、观察光的偏振现象, 加深对理论知识的理解。 2、了解产生和检验偏振光的原理和方法及使用的元件。
实验仪器
氦氖激光器 偏振片 1/4波片 硅光电池 照度计 玻璃片 支架
物理学实验教学示范中心
光学实验
玻璃门表面的 反光很强
物理学实验教学示范中心
（1） 自然光
振动在垂直于光的传播方向 的平面内可取所有可能的方 向，而且没有一个方向占优 势的光称为自然光。
•自然光的表示法
（2）部分偏振光
面对光的传播方向看
在某一方向振动占优势的光称为部分偏振光.
面对光 的传播 方向看
物理学实验教学示范中心
•部分偏振光的表示法
光学实验
（3）线偏振光或平面偏振光 只在某一固定方向振动的光称为线偏振光或平面偏振光。
1．如何调节各元件的等高共轴？本实验各元件不能等高共 轴但要尽量共轴，为什么？
物理学实验教学示范中心
光学实验
光学实验
（2）偏振片产生平面偏振光
产生偏振光的光学器件称为起偏器。常见的起偏器：偏振片
偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。它允许透过某一电 矢量振动方向的光（此方向称为偏振化方向），而吸收与其 垂直振动的光。
起偏示意图：
P 自然光I0
···
1 I 2 I0
偏振化方向 (透光方向)
物理学实验教学示范中心