反射光的偏振特性—布儒斯特角的测量实验
实验科目：光的反射、折射定律，折射率的测量，光的偏振、线偏振光、圆偏
振光、椭圆偏振光、1/4波片、反射光的偏振态，布儒斯特角。
反射光的偏振特性与布儒斯特角
实验目的：
1） 用最小偏向角法测量棱镜材料的折射率。 2）
测量通过起偏器、1/4波片后的光的偏振特性，了解线偏振光、圆
偏振光和椭圆偏振光的特点。 3）
通过观察从棱镜材料表面反射回来的光的偏振特性，了解反射光的
偏振特性，测量出布儒斯特角。 4）
用测量值验证布儒斯特角公式的正确性。
实验原理： 一、
棱镜材料的折射率的测量
当一束光斜入射于棱镜表面时，其光路如下图。
Aiγ?i 'γ' 根据光的折射定律其偏转角γ为： sinγ＝sini/n n 为材料的折射率。 同理出射角γ/ 为
sinγ/= sini//n （1）
根据几何关系可以证明入射光与出射光之间的夹角为：δ=i＋γ/－A，而且δ有一个极小值δmin ，
可以证明：当光束偏转角为δmin时，有i=γ/ γ= i/， 此时 δ=2i－A 即i=（δ＋A）/2
而 A=γ＋i/=2γ γ=A/2
由（1）式可得：
n=sin[(A+δmin)/2]/sin(A/2)
因此，只要我们测量出δmin，就可得到材料相对于该测量光的折射率
n。
二、偏振光
光是一种横波，它的振动方向是与传播方向相互垂直的。偏振是指光波的振动方向在空间上的一种相对取向的现象。当这个振动方向在垂直于传播方向
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的平面内可取所有可能的方向，并且没有一个方向占优势时，我们称之为自然光或非偏振光。而如果有某一个方向上的振动占优势时，则称之为部分偏振光。只有一个单一的振动方向的光叫线偏振光，而在一个振动周期内其振动矢量的端点的轨迹为一个圆或椭圆时，我们称之为圆偏振光或椭圆偏振光。
在我们日常生活和工作中，太阳光、照明用光一般多为自然光。而自然光经过一些材料的反射和透射后可能变成部分偏振光。自然光经过一些特殊材料，如偏振片或双折射晶体材料制作的棱镜后，就会变成线偏振光，一些激光器也可产生很好的线偏振光。线偏振光经过波片后就可能成为椭圆偏振光。
在本实验中，我们将通过多种实验手段来产生线偏振光和椭圆偏振光（圆偏振光被看成是一个特例）。 偏振光的数学描述：
对于线偏振光和椭圆偏振光，在数字上我们常用两个垂直振动的合成来描述。在以光传播方向相垂直的平面内取一个直角坐标系，将代表振动特性的电矢量E分解成Ex和Ey，它们是同频ω，假设相位相差δ，振幅分别为Ex和Ey，即
Ex=AxCosωt Ey=AyCos（ωt＋δ） 消去t，上式可变成
EX2/AX2+EY2/AY2-2EXEY/AXAYCOSδ=SIN2δ 这是一个椭圆的方程
当δ=0或π时，sinδ=0 cosδ=1 上式为
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反射光的偏振特性—布儒斯特角的测量实验
