布儒斯特定律测折射率 用布儒斯特定律测量透明介质折射率

1.实验目的

1.观察光在界面上反射和折射时，发生的偏振现象；

2.利用布儒斯特定律测量介质的折射率。

2.实验原理

2.1光的偏振状态[5]

光是一种电磁波,是横波,它的电矢量

E和磁矢量 H相 互垂直,且垂直于光的传

播方向 C（图2.1-1）,偏振现象是 横波所独

有的特征。在研究光现象时,通常将 E叫做

光矢量,E 的振动叫做光振动。 图2.1-1

在光的传播过程中,如果光矢量 E 始终在一个固定的平面沿一

个固定的方向振动,这种光称为线偏振光或平面偏振光。在垂直于传播

方向的平面内,沿各方向振动的光矢量的分 布各项均匀,而且各方向

光振动的振幅都相同,这种光称为自 然光。光的电矢量在某个方向上

出现的几率大于其他的方向,即在较长的时间内电矢量在 某个方向上

较强,这样的光称为部分偏振光。如图 2.1-2 所示。

偏振光 自然光 部分偏振光

图 2.1-2

2.2光在界面上反射和折射时,发生的偏振现象及布鲁斯特

定律

自然光在两种媒质的分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,在特定的情况下,反射光有可能成为完全偏振光。

例如,自然光射到玻璃界面上的反射和折射情况。现在将自然光分解为

两个振幅相等的分振动:其一和入射面(入射光与界面法线方向构成的

平面)垂直,在图 2.2-1中用黑点 表示与入射面垂直的振动;其二和入

射面平行,在图中用短线表示和入射面平行的振动。

黑点和短线的多

少形象地表示上述两个分振动所代表的光波的强弱(光波的强弱和振

幅平 方成正比),在自然光中,黑点和短线是均匀分布的。根据布儒斯

特定律[2],当以布儒斯特角i0入射时,反射光为线偏振光(只有垂直于入

射面的振 动),而折射光为部分偏振光(平行于入射面的振动占主要

成分),如图 2.2-1。i0也称为起偏角。根据布

儒斯特定律，有：tan