[实用新型]一种演示马吕斯定律的教学仪器

说明书

本实用新型涉及一种物理演示教学仪器，主要涉及对马吕斯定律实验的演示，属于物理实验仪器领域。

众所周知，偏振在日常生活中有很多应用。例如，3D电影放映时通过两个放映机来播放两个摄像机拍下的电影，在屏幕上出现两组有差别的图像，因此，在两个放像机前放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同，这样，双眼看到不同的内容在头脑中就会形成立体的影像；又如，汽车前窗和车灯的设计，前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，这样，司机从前窗只能看到自己的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，从而，保证了汽车夜间行车的安全。

另外，在光学实验中，对光的偏振现象的理解和检测是很重要的，马吕斯定律实验一个是验证光学偏振现象的实验。在日常教学，当教师讲解光的偏振性质的时候，学生在感官上对光强随两偏振片夹角变化而变化的现象是可以理解或者容易记忆的，但是往往对入射光强I₀、透射光强I和两偏振片偏振化方向夹角θ之间满足马吕斯定律(I＝I₀cos²θ)抱有疑问。因此需要一种简单实用的演示仪器，给学生以定量地对马吕斯定律进行演示和验证。

本实用新型就是针对上述的问题而提出的，提供一种演示马吕斯定律的教学仪器，而且方便定量地演示马吕斯定律。

由激光器射出的光为非偏振光，经起偏器后得到所需的偏振光，这是由于只有平行于偏振化方向的光矢量才能透过偏振片。继而，光入射到检偏器上，绕光的传播方向慢慢转动检偏器，透过检偏器的光强也将随之发生变化。当检偏器与起偏器的偏振化方向相同时，测得光强最强；当两偏振化方向相垂直时，光强为零，即为消光。

激光依次通过两个偏振片后照射到光电池上，光电池将光强信号转化为电信号，经过数字微电流仪放大后，转换为光强数值输出到显示屏上。由于在实验中所用的光强范围内，光电池的电流强度与光强成正比，所以可以使用光电池的电流强度来比较光强的大小。

激光依次通过两个偏振片后照射到光电池上，光电池将光强信号转化为电信号，经过数字微电流仪放大后，转换为光强数值输出到显示屏上。由于在实验中所用的光强范围内，光电池的电流强度与光强成正比，所以可以使用光电池的电流强度来比较光强的大小。

以上均为现有原理和技术。本实用新型专利的特征在于，提供了一种可以很方便定量地验证马吕斯定律的实验仪器，包括：He‑Ne激光器、两个圆形偏振片、两个偏振片夹、光电池、数字微电流仪和显示屏。由激光器发射出来一束激光，经过两个偏振片之后，由光电池检测得到光强，转动检偏器的角度，利用所测得光强的数值验证马吕斯定律。

图1为演示马吕斯定律的教学仪器结构示意图。

图2为检偏器结构示意图。

在上述图中，1表示He‑Ne激光器，2表示起偏器，3表示检偏器，4表示光电池。

下面将结合附图来对本实用新型做出进一步描述，以使得本实用新型的优越性得到更好的体现。

首先，只在起偏器上固定偏振片，此时偏振化方向为竖直方向，打开激光器，利用光电池测得此时光强I₀。然后，将另一偏振片固定到检偏器上，再旋转检偏器，读出此时角度θ，打开激光器，测得通过两偏振片后的光强I。

最后根据两次测得的光强值I₀、I以及读出的角度θ，满足I＝I₀cos²θ，从而验证了马吕斯定律，并给出了定量解释，使学生对马吕斯定律得到直观、充分的理解。