文档介绍：偏振光的产生和检验实验目的掌握偏振光的产生原理和检验方法,,测量布儒斯特角; 光波是波长较短的电磁波,电磁波是横波,光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。光大体上有五种偏振态,即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。(1)自然光光是由光源中大量原子或分子发出的。普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关,而且光振动方向也是彼此不相关的,呈随机分布。在垂直于光传播方向的平面内,沿各个方向振动的光矢量都有。平均说来,光矢量具有轴对称而且均匀的分布,各方向光振动的振幅相同,各个振动之间没有固定的相联系,这种光称为自然光或非偏振光(见下图)。 我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解,由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的,将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来,得到的总光矢量的分量Ex和Ey之间没有固定的相关系,因而它们之间是不相干的。同时Ex和Ey的振幅是相等的,即Ax=Ay。这样,我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。这就是自然光的线偏振表示,如下图(a)所示。分解的两束线偏振光具有相等的强度Ix=Iy,又因自然光强度I=Ix+Iy 所以每束线偏振光的强度是自然光强度的1/2,即通常用图(b)的图示法表示自然光。图中用短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动,点和短线交替均匀画出,表示光矢量对称而均匀的分布。(2)线偏振光 光矢量只沿一个固定的方向振动时,这种光称为线偏振光,又称为平面偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面,如图(a)所示。线偏振光的振动面是固定不动的,图(b)所示是线偏振光的表示方法,图中短竖线表示光振动在纸面内,点表示光振动垂直于纸面。(3)部分偏振光这是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光,在垂直于这种光的传播方向的平面内,各方向的光振动都有,但它们的振幅不相等,如图(a)所示。这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。在图(b)中,上图表示在纸面内的光振动较强,下图表示垂直纸面的光振动较强。要注意,这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。(4)圆偏振光和椭圆偏振光 这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量按一定频率旋转(左旋或右旋)。如果光矢量端点轨迹是一个圆,这种光叫圆偏振光(见图(a))。如果光矢量端点轨迹是一个椭圆,这种光叫椭圆偏振光(见图(b))。当光从折射率为n1的介质(例如空气)入射到折射率为n2的介质(例如玻璃)交界面,而入射角又满足时,反射光即成完全偏振光,其振动面垂直于入射面。iB称布儒斯特角,上式即布儒斯特定律。显然,θB角的大小因相关物质折射率大小而异。若n1表示的是空气折射率,(数值近似等于1) 如果光源中的任一波列(用振动平面E表示)投射在起偏器P上(如下图),只有相当于它的成份之一的Ey(平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成份Ex(=Ecosθ)则被吸收。与此类似,若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0,则透过A的振幅为E0cosθ(这里θ是P与A偏振化方向之间的夹角)。由于光强与振幅的平方成正比,可知透