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大学物理仿真实验

偏振光的观察与研究

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实验原理：

1．偏振光的概念和产生：

2．改变偏振态的方法和器件：

常见的起偏或检偏的元件构成有两种：

1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；

2.偏振片。它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平

行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.

马吕斯定律：马吕斯在1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I=

1

Icos2α，其中的是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角：

0

波晶片：又称位相延迟片，是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，由于波晶片内的

速度v,v不同，所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同.当两光束通过波晶片后o

oe

光的位相相对于e光多延迟了Δ=2π(n-n)d/λ，若满足(n-n)d=±λ/4，即Δ=±π/2

01eo

我们称之为λ/4片，若满足(n-n)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足

eo

(n-n)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。

eo

3．借助检偏器和/4波晶片检验光的5种偏振态：

λ

1.只用检偏器（转动）：

对于线偏光可以出现极大和消光现象。

对于椭圆偏光和部分偏光可以出现极大和极小现象。

对于圆偏光和非偏光各方向光强不变。

2.用λ/4波晶片和检偏器（转动）：

对于非偏光（自然光）各方向光强不变。

对于圆偏光出现消光现象（原因）。

对于部分偏光仍出现极大和极小现象。

对于椭圆偏光，当把λ/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象（原

因）。

检验偏振光的光路

实验内容：

1.研究λ/4波片对偏振光的影响：

本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、λ/4波片、光屏等。

光路图

（1）按光路图使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)。然后插入一片λ/4波

片C(实际实验中要使光线尽量穿过元件的中心)。

（2）以光线为轴先转动C使消光，然后使B转过360°观察现象。

（3）再将C从消光位置转过15、30、45、60、75、90°，每次都将B转过

360，观察实验现象。

2.研究λ/2波片对偏振光的影响：

本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、λ/2波片、光屏等。

光路图

1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在B和A之间再插入一个λ/2

波片C。

2：以光线为轴先转动将λ/2波片C转动任意角度破坏消光现象，再将B转

动360°，观察消光现象。

实验过程:

1.正式开始实验：

（1）开始实验后，从实验仪器栏中点击拖拽仪器