【正文】 任一個(gè)組合起來，就成為部分偏振光。1. 獲得偏振光的方法（1）非金屬鏡面的反射，當(dāng)自然光從空氣照射在折射率為n的非金屬鏡面（如玻璃、水等）上，反射光與折射光都將成為部分偏振光。當(dāng)入射角增大到某一特定值φ0時(shí)，鏡面反射光成為完全偏振光，其振動(dòng)面垂直于射面，這時(shí)入射角φ稱為布儒斯特角，也稱起偏振角，由布儒斯特定律得： 其中，n為折射率。（2）多層玻璃片的折射，當(dāng)自然光以布儒斯特角入射到疊在一起的多層平行玻璃片上時(shí)，經(jīng)過多次反射后透過的光就近似于線偏振光，其振動(dòng)在入射面內(nèi)。（3）晶體雙折射產(chǎn)生的尋常光（o光）和非常光（e光），均為線偏振光。（4）用偏振片可以得到一定程度的線偏振光。2. 偏振片偏振片是利用某些有機(jī)化合物晶體的二向色性，將其滲入透明塑料薄膜中，經(jīng)定向拉制而成。它能吸收某一方向振動(dòng)的光，而透過與此垂直方向振動(dòng)的光，由于在應(yīng)用時(shí)起的作用不同而叫法不同，用來產(chǎn)生偏振光的偏振片叫做起偏器，用來檢驗(yàn)偏振光的偏振片叫做檢偏器。按照馬呂斯定律，強(qiáng)度為I0的線偏振光通過檢偏器后，透射光的強(qiáng)度為： 式中為入射偏振光的偏振方向與檢偏器偏振化方向之間的夾角，顯然當(dāng)以光線傳播方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器時(shí)，透射光強(qiáng)度I發(fā)生周期性變化。當(dāng)=0176。時(shí)，透射光強(qiáng)最大；當(dāng)=90176。時(shí)，透射光強(qiáng)為極小值（消光狀態(tài)）；當(dāng)0176。90176。時(shí)，透射光強(qiáng)介于最大和最小之間。自然光通過起偏器后可變?yōu)榫€偏振光，線偏振光振動(dòng)方向與起偏器的透光軸方向一致。因此，如果檢偏器的透光軸與起偏器的透光軸平行，則在檢偏器后面可看到一定光強(qiáng)，如果二者垂直時(shí)，則無光透過，如圖 115所示。其中（a）圖為起偏器透光軸P1與檢偏器透光軸P2平行的情況；（b）圖為起偏器透光軸P1與檢偏器透光軸P2垂直的情況。此時(shí)透射光強(qiáng)為零，此種現(xiàn)象稱為消光。在實(shí)驗(yàn)中要經(jīng)常利用“消光”現(xiàn)象來判斷光的偏振狀態(tài)。圖 115 偏振光3. 馬呂斯定律如果光源中的任一波列（用振動(dòng)平面E表示）投射在起偏器P上（圖32），只有相當(dāng)于它的成份之一的（平行于光軸方向的矢量）能夠通過，另一成份（）則被吸收。與此類似，若投射在檢偏器A上的線偏振光的振幅為，則透過A的振幅為（這里是P與A偏振化方向之間的夾角）。由于光強(qiáng)與振幅的平方成正比，可知透射光強(qiáng)隨而變化的關(guān)系為 這就是馬呂斯定律。4. 布儒斯特角當(dāng)光從折射率為的介質(zhì)（例如空氣）入射到折射率為的介質(zhì)（例如玻璃）交界面，而入射角又滿足： 時(shí)，反射光即成完全偏振光，其振動(dòng)面垂直于入射面。稱布儒斯特角，上式即布儒斯特定律。顯然，角的大小因相關(guān)物質(zhì)折射率大小而異。若表示的是空氣折射率，（數(shù)值近似等于1）上式可寫成： 圖 116 布儒斯特定律5. 波片波片也稱相位延遲片，是由晶體制成的厚度均勻的薄片，其光軸與薄片表面平行，它能使晶片內(nèi)的o光和e光通過晶片后產(chǎn)生附加相位差。根據(jù)薄片的厚度不同，可以分為1/2波長(zhǎng)片，1/4波長(zhǎng)片等，所用的1/1/4波長(zhǎng)片皆是對(duì)鈉光而言的。當(dāng)線偏振光垂直射到厚度為L(zhǎng)，表面平行于自身光軸的單軸晶片時(shí)，則尋常光（o光）和非常光（e光）沿同一方面前進(jìn)，但傳播的速度不同。這兩種偏振光通過晶片后，它們的相位差φ為： 其中，為入射偏振光在真空中的波長(zhǎng)，no和ne分別為晶片對(duì)o光和e光的折射率，L為晶片的厚度。6. 橢圓偏振光和圓偏振光我們知道，兩個(gè)互相垂直的，同頻率且有固定相位差的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，可用下列方程表示（通過晶片后o光和e光的振動(dòng)）： 從兩式中消去t，經(jīng)三角運(yùn)算后得到全振動(dòng)的方程式為： 由此式可知；①當(dāng)=K（K=0，.……）時(shí)，為線偏振光。②當(dāng)（K=0，.……）時(shí)，為正橢圓偏振光。在Ao=Ae時(shí)，為圓偏振光。③當(dāng)為其他值時(shí)，為橢圓偏振光。在某一波長(zhǎng)的線偏振光垂直入射于晶片的情況下，能使o光和e光產(chǎn)生相位差= (2K+1)（相當(dāng)于光程差為/2的奇數(shù)倍）的晶片，稱為對(duì)應(yīng)于該單色光的二分之一波片（/2波片），與此相似，能使o光和e光產(chǎn)生相位（相當(dāng)于光程差為λ/4的奇數(shù)倍）的晶片，稱為四分之一波片（/4波片）。本實(shí)驗(yàn)中所用波片（/4）（HeNe激光）而言的。當(dāng)振幅為A的線偏振光垂直入射到/4波片上，振動(dòng)方向與波片光軸成角時(shí)，由于o光和e光的振幅分別為Asin和Acos，所以通過/4波片后合成的偏振狀態(tài)也隨角度的變化而不同。① 當(dāng)=0176。時(shí)，獲得振動(dòng)方向平行于光軸的線偏振光。② 當(dāng)=/2時(shí)，獲得振動(dòng)方向垂直于光軸的線偏振光。③ 當(dāng)=/4時(shí)，Ae=Ao獲得圓偏振光。④ 當(dāng)為其他值時(shí)，經(jīng)過/4波片后為橢圓偏振光。實(shí)驗(yàn)器材HeNe激光器（帶布儒斯特窗）它的激光管是半外腔式的，組成共振腔的兩個(gè)反射鏡之一與放電分離，HeNe氣體的放電管的一端，按一定角度（布儒斯特角）用玻璃片密封。具體布儒斯特角大小與介質(zhì)的折射率相關(guān)。而一般玻璃窗常采用K8光學(xué)玻璃制成，折射率n= ?=56o3639。格蘭泰勒棱鏡用冰洲石制成一塊棱鏡，再將冰洲石沿對(duì)角切成兩半，使之形成空氣縫隙，組合起來，它起到的作用是使非常光e光能通過棱鏡，而尋常光o光在空氣界面發(fā)生全反射，以此來獲得偏振光。旋轉(zhuǎn)架這個(gè)旋轉(zhuǎn)架用來安裝格蘭—泰勒棱鏡，也可以安裝波片，在格蘭泰勒中，光軸在入射面內(nèi)，我們可畫出一條線，垂直于光軸，可在旋轉(zhuǎn)架上的短線來配合讀出角度。波片與支架儀器配合的波片有半波片和1/4波片，用石英來做成，分別裝在鋁制的圓框內(nèi)，圓框上的白色短線指示波片的光軸方向，圓盤上的每格3o.光電探測(cè)器這是一個(gè)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件，可用來探測(cè)紫外線，可見光和紅外線，響應(yīng)范圍2001050nm，峰值波長(zhǎng)650nm，由于光電探測(cè)器件對(duì)偏振態(tài)具有敏感性，即輸入功率相同的偏振光，只因偏振光不同而獲得不同的電信號(hào)輸出，所以在探測(cè)入口處加裝了一個(gè)退偏器，以減少偏振態(tài)對(duì)光電測(cè)量產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)步驟 將起偏器和檢偏器放在嗎，打開光具座的電源開關(guān)和激光器的電源，調(diào)節(jié)將激光器、激光接收器、起偏器與檢偏器調(diào)成一條直線。具體做法是：首先：將激光器發(fā)出的光調(diào)進(jìn)起偏器的中心，然后:用同樣的方法將檢偏器與激光器、起偏器調(diào)在一條直線。 在電腦上選擇好電機(jī)，然后點(diǎn)擊“ ”，便得到光強(qiáng)強(qiáng)度變化的曲線，而因?yàn)轳R呂斯定律 可知，光強(qiáng)的變化曲線是一條y軸上半軸的正弦曲線或余弦曲線，如得到的不是正余弦曲線，那么必然是光路的調(diào)節(jié)不標(biāo)準(zhǔn)，即不再同一條直線上， 驗(yàn)證馬呂斯定律，得到標(biāo)準(zhǔn)的正余弦曲線之后，點(diǎn)擊停止，可用移動(dòng)坐標(biāo)來尋找值為零的角度，點(diǎn)擊菜單欄上的“工作”找到“角度檢索”,然后將剛才幾下的數(shù)據(jù)輸入其中，再然后將數(shù)據(jù)清空，重新來檢測(cè)光強(qiáng)的變化，便得到一條標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線，便點(diǎn)擊馬呂斯定律，看看其上的點(diǎn)和所得的直線的重合程度，便得到了馬呂斯定律。 將半波片加入起偏器與檢偏器之間，然后使其繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)360o,觀察屏幕上發(fā)生消光的次數(shù)，然后取下半波片，使起偏器和檢偏器的光軸處于正交狀態(tài)，即起偏器與檢偏器處于消光狀態(tài)，然后加入半波片，將半波片轉(zhuǎn)到和起偏器、檢偏器處于消光狀態(tài)的時(shí)候，將半波片轉(zhuǎn)到15o,然后不動(dòng)半波片，使檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)，記下檢偏器達(dá)到消光位置的角度，同樣的方法使半波片轉(zhuǎn)到30o, 45o,60o,75o,90o分別記錄下每次檢偏器轉(zhuǎn)到消光位置時(shí)的角度，讀出角度，然后依據(jù)數(shù)據(jù)分析半波片的作用， 同樣的方法，將1/4波片放在起偏器和檢偏器之間，然后轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，使通過檢偏器的光達(dá)到最小，從這個(gè)位置每當(dāng)1/4波片轉(zhuǎn)動(dòng)15o，30o, 45o,60o,75o,90o時(shí)，都將檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)360o，從顯示的情況分析1/4波片的作