(8)偏振现象的观察与分析.doc

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1、偏振现象的观察与分析【实验目的】1.通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。2.掌握产生与检验偏振光的原理和方法。【实验仪器】偏振实验箱【实验原理】—・偏振光的概念光的波动的形式在空间传播是一种电磁波，它的电矢量E与磁矢量H相互垂直。矢量E和矢量H均垂直于光的传播方向Z,属于横波。实验证明光效应主要由电场引起的,所以电场矢量E的方向定为光的振动方向。自然光源（如日光，各种照明灯等等）发射的光是由构成这个光源的大量分子或原子发出的光波合成的。这些分子或原子的热运动和辐射是随机的，它们所发射的光振动，出现在各个方向的几率相等,所以这样的光源发射的

2、光对外不显现偏振性质，称之为自然光。自然光经过媒质的反射，折射或者吸收以后，在某一方向上振动加强成为部分偏振光。如果光在传播过程中，振动始终被限制在某一确定的平面内，称为平面偏振光,也称线偏振光或完全偏振光。偏振光电矢量E的端点在垂直于传播方向的平面内运动轨迹是一圆周的称为圆偏振光,是一椭圆的则称为椭圆偏振光。圆偏振光和椭圆偏振光二.获得线偏振光的方法自然光变成偏振光称作起偏，可以起偏的器件分为透射式和反射式两种。(1)透射式起偏检偏器起偏器A反射式起偏(布儒斯特定律)此式就是布儒斯特定律。马吕斯定律如上图，设光强为I。的自然光照在一偏振片(起偏器)

3、上，则自然光中振动方向与偏振片透振方向相同的电矢量以及其它方向的电矢量在这个方向的分量才能通过，成为线偏振光，因此光强变为丄loo然后再照射在第二块偏振片2(检偏器)上，该偏振片的透振方向与起偏器的透振方向夹角为则出射光光强为：/=1/0COS2^这就是马吕斯定律2(2)反射式起偏自然光在两种媒质的界面处,如玻璃和空气的界面处反射和折射，当入射角为某一特定值时，反射光可以成为线偏振光，振动方向垂直于入射而，与界平面平行，折射光为部分偏振光，这种现彖由布儒斯特(Brewster)首先发现，因此称为布儒斯特角，即起偏角。根据折射定律可得:“：_sinA。

4、_sin心铭“0_—_———cosi10sinz2如果自然光的投射在多层的玻璃堆上，经过多次反射最后透射出的光也接近于线偏振光，其振动面平行于入射面。三.波片1.寻常光和非常光光进入某些各向异性的晶体时，同一束入射光折射后被分成两束，称为双折射现象。一束光遵从折射定律，称为寻常光（简称0光），另一束光违背折射定律，称为非常光（简称e光）。2.半波片为半波长的奇数倍时，则该晶体称为半波片。光垂直通过双折射晶体时，o光和e光传播速度不同，因而出射时o光和e光存在光程差。如果该晶体线偏振光9二45°时为圆偏振光//A9=0。、90。时为线偏振光9二其它角时

5、，为椭圆偏振光1.四分之一波片丄如果该晶体厚度满足光程差：⑺。-代）〃二±（2K+1）2为四分之一波长的奇数倍时，则该晶体称为四分之一波片。才波片四•偏振态的检验入射光偏振片n光强变化，但无消光：椭圆偏振光