如图47-2()所示.PPT

实验四十七 光的偏振现象研究 【实验目的】 1.观察光的偏振现象，熟悉光偏振的基本规律。 2.掌握产生与检验各种偏振光的的方法，熟悉 波片和 波片的作用。 3.用布儒斯特定律测定玻璃的折射率。 【实验仪器】 分光计，偏振片，平面玻璃片，汞光源。 【实验原理】 1.偏振光的基本概念 如图47-1所示，光为电磁波，它的电矢量 和磁矢量 相互垂直，且均垂直于光的传播方向 ，通常用电矢量 代表光的振动方向，电矢量 和光的传播方向 所构成的平面称为光振动面。 如图47-2中( )和( )所示，其中( )表示偏振光的振动面垂直于纸面，而( )表示偏振面平行于纸面。 如图47-2( )所示。在发光过程中，有些光的振动面在某个特定方向上出现的几率大于其他方向，既在较长时间内电矢量在某一方向上有优势，这样的光称为部分偏振光。 如图47-2( )所示。还有一些光，其振动面的取向和电矢量的大小随时间作有规律的变化，而电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆，这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。 2.偏振光的产生和特性 （1）反射或透视时光的偏振 如图47-3所示，将角 称为起偏角，由布儒斯特定律得： 玻璃片越多则折射光越接近完全偏振光。当玻璃片足够多时，则可近似地把透过玻璃片堆的光看成振动面平行于入射面的完全偏振光。如图47-4所示。 （2）晶体的双折射时光的偏振是利用某些晶体双折射现象来获得线偏振光。如尼科耳棱镜等。 （3）利用偏振片光的偏振。 如图47-5所示。偏振片是一种常用的“起偏”元件，因它可获得截面积较大的偏振光束，而且出射偏振光的偏振程度可达 。 3.检验偏振光的常用方法鉴别 的偏振状态的过程称为“检偏”。所使用的仪器称为检偏器。 如图47-6所示。则通过检偏器 的偏振光强度满足马吕斯定律： 【实验内容】 1.调整分光计，使望远镜和平行光管的光轴在同一方向上。 2.将一偏振片 放在平等光管出射光前，旋转偏振片 ，观察光的强度变化情况。 3.再旋转偏振片 ，观察到光的强度变为最暗(即全部消失)的时候,记录下偏振片 的位置,继续旋转一周 ,观察光的强度为最亮和最暗时,分别记录偏振片 所在的位置。 4.取下平行光管前的偏振片 ,在载物台上放置平面玻璃片,并使玻璃面通过中心主轴并垂直载物台平面。转动载物台使玻璃片一面与入射光成45°角，如图47-7所示： 按图47-7的光线关系式计算布儒斯特角 。 公式为： 根据上述方法重复测5次，求出 的平均值。然后计算玻璃片的折射率 ,最后计算 和 的误差。数据记录表格自行设计。 【注意事项】 1.使用光学元件时要轻拿轻放，避免元件受损。 2.不要用手接触光学元件表面。 3.若光学元件表面有污痕，不能自行处理，应请教师指导处理。 【思考题】 1.什么是自然光，部分偏振光和完全偏振光？ 2.获得偏振光有哪几种方法？它们各需要什么条件？ 3.在确定布儒斯特角时，怎样最快地找到完全偏振光的发射光？ 4.验证马吕斯定律时，光强度在什么位置时能观察到光最亮和最暗？ 5.如何应用光的偏振现象说明光是横波特性？ * * （47-1） 光线射入玻璃片堆时光的偏振。 （47-2） （47-3）