偏振光的观测与研究 光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。本实验将进一步说明光是横波而不是纵波，即其E 和H 的振动方向是垂直于光的传播方向的。光的偏振性证明了光是横波，人们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作用规律。目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。利用偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、工程设计、生产技术的检验等，提供了极有价值的方法。 【实验目的】 1 ．观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。 2 ．了解偏振光的产生和检验方法。 3 ．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4 ．观测椭圆偏振光和圆偏振光。 【实验仪器】 光具座、激光器、偏振片、1 /4 波片、1 /2 波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置 图 1 实验仪器实物图 【实验原理】 1 ．偏振光的基本概念 按照光的电磁理论，光波就是电磁波，它的电矢量 E 和磁矢量 H 相互垂直。两者均垂直于光的传播方向。从视觉和感光材料的特性上看，引起视觉和化学反应的是光的电矢量，通常用电矢量 E 代表光的振动方向，并将电矢量 E 和光的传播方向所构成的平面称为光振动面。 在传播过程中，光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光，如图 2（a）。光源发射的光是由大量原子或分子辐射构成的。由于热运动和辐射的随机性，大量原子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率是相同的。一般说，在 10－6s内各个方向电矢量的时间平均值相等，故出现如图 2（b）所示的所谓自然光。有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其他方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强，这就是如图 2（c）所示的所谓部分偏振光。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则的变化，其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆（或圆形），这样的光称为椭圆偏振光（或圆偏振光），如图 2（c）所示。 图 2 光波按偏振的分类 2．获得偏振光的常用方法 (1 )非金属镜面的反射。 通常自然光在两种媒质的界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光。并且当入射角增大到某一特定值时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，如图 3 所示，这时入射角称为布儒斯特角，也称为起偏角。 00 由布儒斯特定律得： 其中、分别为两种介质的折射率，为相对折射率。 如果自然光从空气入射到玻璃表面而反射时...
