大学物理实验报告系列之偏振光的分析

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

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厚度d 出射光的偏波片光轴间的振状态 夹角 任意 与入射光的0°，90° 偏振状态相同 全波片 与入射光的任意 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 ≠ 0°， 1/4波片 光，长短轴≠ 45°， 之比为tg，≠ 90° ctg 内切于边长其它值 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

第一步 第二步 第三步 旋转检偏在检偏器前器360° 插放1/4波再旋转检结论 片（Ⅱ） 偏器360° 两最亮两光强度无光轴取向任消光 圆偏变化 意 （各相差振光 180°） 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,使检偏器透振方向与暗方向平行 光强度无变化 两最亮两暗 （各相差180°） 自然光 自然光加圆偏振光 直线偏振光 【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

【数据表格与数据记录】

1 2 3 4 5 6 7 250 250 250 250 250 250 250 308 307 307 306 308 307 306 旋转1/4波片，使光强度最暗，即使1/4波片（Ⅱ）光轴与检偏器透振方向平行或垂直 两最亮两消光 （各相差180°） 椭圆偏振光 波长为632.8nm时玻璃对于空气的相对折射率为1.5399。

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23律II0cos2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。