[實用新型]一種演示馬呂斯定律的教學儀器

有效

• 申請號: 201320018848.8
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN203102702U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李松濤;靳偉佳;石小琛;劉雪雯
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種物理演示教學儀器，主要涉及對馬呂斯定律實驗的演示，屬于物理實驗儀器領域。

眾所周知，偏振在日常生活中有很多應用。例如，3D電影放映時通過兩個放映機來播放兩個攝像機拍下的電影，在屏幕上出現兩組有差別的圖像，因此，在兩個放像機前放一個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機上的偏振化方向相同，這樣，雙眼看到不同的內容在頭腦中就會形成立體的影像；又如，汽車前窗和車燈的設計，前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，這樣，司機從前窗只能看到自己的車燈發出的光，而看不到對面車燈的光，從而，保證了汽車夜間行車的安全。

另外，在光學實驗中，對光的偏振現象的理解和檢測是很重要的，馬呂斯定律實驗一個是驗證光學偏振現象的實驗。在日常教學，當教師講解光的偏振性質的時候，學生在感官上對光強隨兩偏振片夾角變化而變化的現象是可以理解或者容易記憶的，但是往往對入射光強I₀、透射光強I和兩偏振片偏振化方向夾角θ之間滿足馬呂斯定律(I＝I₀cos²θ)抱有疑問。因此需要一種簡單實用的演示儀器，給學生以定量地對馬呂斯定律進行演示和驗證。

本實用新型就是針對上述的問題而提出的，提供一種演示馬呂斯定律的教學儀器，而且方便定量地演示馬呂斯定律。

由激光器射出的光為非偏振光，經起偏器后得到所需的偏振光，這是由于只有平行于偏振化方向的光矢量才能透過偏振片。繼而，光入射到檢偏器上，繞光的傳播方向慢慢轉動檢偏器，透過檢偏器的光強也將隨之發生變化。當檢偏器與起偏器的偏振化方向相同時，測得光強最強；當兩偏振化方向相垂直時，光強為零，即為消光。

激光依次通過兩個偏振片后照射到光電池上，光電池將光強信號轉化為電信號，經過數字微電流儀放大后，轉換為光強數值輸出到顯示屏上。由于在實驗中所用的光強范圍內，光電池的電流強度與光強成正比，所以可以使用光電池的電流強度來比較光強的大小。

激光依次通過兩個偏振片后照射到光電池上，光電池將光強信號轉化為電信號，經過數字微電流儀放大后，轉換為光強數值輸出到顯示屏上。由于在實驗中所用的光強范圍內，光電池的電流強度與光強成正比，所以可以使用光電池的電流強度來比較光強的大小。

以上均為現有原理和技術。本實用新型專利的特征在于，提供了一種可以很方便定量地驗證馬呂斯定律的實驗儀器，包括：He?Ne激光器、兩個圓形偏振片、兩個偏振片夾、光電池、數字微電流儀和顯示屏。由激光器發射出來一束激光，經過兩個偏振片之后，由光電池檢測得到光強，轉動檢偏器的角度，利用所測得光強的數值驗證馬呂斯定律。

圖1為演示馬呂斯定律的教學儀器結構示意圖。

圖2為檢偏器結構示意圖。

在上述圖中，1表示He?Ne激光器，2表示起偏器，3表示檢偏器，4表示光電池。

下面將結合附圖來對本實用新型做出進一步描述，以使得本實用新型的優越性得到更好的體現。

首先，只在起偏器上固定偏振片，此時偏振化方向為豎直方向，打開激光器，利用光電池測得此時光強I₀。然后，將另一偏振片固定到檢偏器上，再旋轉檢偏器，讀出此時角度θ，打開激光器，測得通過兩偏振片后的光強I。

最后根據兩次測得的光強值I₀、I以及讀出的角度θ，滿足I＝I₀cos²θ，從而驗證了馬呂斯定律，并給出了定量解釋，使學生對馬呂斯定律得到直觀、充分的理解。