实验十五气垫导轨上简谐运动的研究

实验十五 气垫导轨上简谐运动的研究南京农业大学物理实验中心

一.实验目的 • 二. 线偏振光的产生和检验 • 三.波片的作用南京农业大学物理实验中心

一、实验目的 1. 观察光的偏振现象，了解偏振光的种类; 2. 掌握偏振光的产生及检验方法; 3. 了解波片的作用。

（1）偏振光的概念及种类 • 自然光：光矢量的振动方向是无规则的，且各方向的平均振幅相等 • 线偏振光：光矢量沿一个固定方向振动。 • 椭圆偏振光：光矢量的大小和方向规则变化，光矢量的矢端运动轨迹是椭圆（若矢端运动是圆即为圆偏振光）。

二、线偏振光的产生和检验 实验中，我们常采用偏振片来获得和检验线偏振光。偏振片：当自然光通过偏振片时，其中一个方向的振动几乎完全被吸收，则透射出来的光是线偏振光。检验：让线偏振光再次通过偏振片（即检偏器）。两允许通过的振动方向即偏振化方向垂直时消光，这表明这列光为线偏振光。检验过程见下页图解

如图所示：

三、波片的作用 波片是双折射晶体，线偏振光进入波片后产生两束折射光即e光和O光，因为传播速度不同而产生相位差，进而影响了原来的偏振性质。注意：波片有一个特殊的方向，即光轴。当入射光沿着这个方向入射时不发生双折射。

故：在起偏器和检偏器消光的条件下加上波片，接着要做的就是转动波片让波片与偏振片共存时三者消光（即找到波片的光轴方向，使其与偏振片的偏振化方向平行）。故：在起偏器和检偏器消光的条件下加上波片，接着要做的就是转动波片让波片与偏振片共存时三者消光（即找到波片的光轴方向，使其与偏振片的偏振化方向平行）。

1/2波片：产生180度相位差，出射后合成仍为线偏振光，但其振动方向发生一定的偏转，需同学们验证。1/2波片：产生180度相位差，出射后合成仍为线偏振光，但其振动方向发生一定的偏转，需同学们验证。观察方法：（1）在只有两个偏振片的条件下调节两偏振片消光；（2）在两个偏振片之间装上1/2波片，转动1/2波片，使三者消光。

（3）转动波片一定角度，需要再转动检偏器能够再（3）转动波片一定角度，需要再转动检偏器能够再次消光。记下波片和检偏器转过的角度。经过若干次实验，总结检片器转过角度与波片转动角度之间的关系。详细过程见教材实验步骤。

1/4波片：产生90度相位差，出射后一般为椭圆偏振光，即检偏器转动一周过程中，一般不消光。1/4波片：产生90度相位差，出射后一般为椭圆偏振光，即检偏器转动一周过程中，一般不消光。请同学们在实验中进行观察验证。观察方法：（1）在只有两个偏振片的条件下调节两偏振片消光；（2）在两个偏振片之间装上1/2波片，转动1/2波片，使三者消光。

（3）转动波片一定角度，需要再转动检偏器一（3）转动波片一定角度，需要再转动检偏器一周，记下波片处在不同位置时的电流。根据电流的变化规律判断经过1/4波片后光的偏振性质。

注意： 由于激光源是部分偏振光，即在不同的方向上振动强度不同。所以请同学们不要遗漏实验内容和步骤中“（一）2、……”

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