光的偏振与旋光仪的工作原理
光的偏振是光的波动性的一种重要现象，它证明了光是横波，即光的振动方向垂直于它的传播方向。对光的偏振现象的研究在光学发展史中占有很重要的地位，它使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射）的规律有了新的认识，并使之在光学计量、晶体性质研究和实验应力分析等技术领域得到了广泛的应用。本文小编主要给大家介绍偏振光的基本概念和旋光仪的工作原理，学习用旋光仪测量旋光率。
一、旋光物质旋光率的测量
早在200年前就有人发现，当一束线偏振光沿光轴方向在石英中传播时，偏振光的振动面会发生旋转。这类具有旋光性的物质被称作旋光物质，它们的旋光能力通常用旋光率来表示。旋光率是旋光物质的属性，不同的旋光物质具有不同的旋光率，面对旋光率的测量一般用旋光仪来进行的。
二、旋光仪实验原理
1、偏振光的基本概念。光波是一种电磁波，根据电磁波理论，它的电矢量和磁矢量相互垂直，并且又垂直于它的传播方向，因此光波是一种横向波。通常人们用电矢量代表光的振动方向，而电矢量和光的传播方向所构成的平面称为光波的振动面。
一般光源发光，由于大量原子或分子的热运动和辐射的随机性，没有哪个方向上的光振动特别占优势，个方向的振幅可认为完全相同，故呈现为一种均衡状态，这种光称为自然光。自然光经过介质的反射、折射或吸收以后，会使某一方向上的光振动占优势，这种光称为部分偏振光。若光振动在传播过程中只局限于与光的传播方向所构成的某一个确定的平面动的轨迹呈椭圆形或圆形，则称为椭圆偏振光或圆偏振光。
2、获得线偏振光的常用方法
通常的光源都是自然光，要研究光的偏振性质，必须采用一些物理方法将自然光变成线偏振光，这一转变过程称为起偏，获得线偏振光的器件为起偏器。
1）反射起偏与布儒斯特定律。当自然光倾斜的投射到两种介质（例如空气和玻璃）分界面时，反射光和投射光一般都是部分偏振光。
2）折射起偏，玻璃片堆。当光波的入射角为布儒斯特角时，虽然反射为偏振片，但反射率很低（例如空气和玻璃界面，反射光强约为入射光强的8%），对折射光而言，平行于入射面的振动分量全部透过界面，而垂直于入射面的振动分量仅一小部分被反射，大部分也透过了界面，所以只是偏振化程度不高的部分偏振光。如果用许多平行的薄玻璃片组成玻璃片堆，让光波多次反射，就不仅能使反射产生的偏振光加强，也能使折射光更接近于完全的线偏振光。
3）双折射起偏。在某些晶体内光的传播速度与光矢量的振动方向有关，当自然光入射时会产生双折射现象。自然存在的方解石、石英灯都是双折射晶体。一束自然光进入方解石后，产生两束折射光线，其中一束遵循通常的折射定律，称为寻常光（简称o光），另一束不遵循折射定律，即折射光线可以不在入射面内，而且入射角正弦和折射角正弦的比值不为常数，随入射角而变，这束光称为非寻常光（简称e光）。一束自然光正入射晶体表面时，寻常光直接通过，非寻常光发生偏折，出射后称为平行的两束光，并且都是完全的线偏振光。如果以入射方向为轴旋转晶体，非寻常光将绕寻常光转动。
方解石有一个固定方向（与通过三个钝角面会合的顶点并和三个面成等角的一直线相平行的方向），沿此方向不发生双折射，这个方向为晶体的光轴，在晶体内，o光与光轴所称平面称为o光主平面，e光与光轴所称平面称为e光主平面，o光的振动方向垂直于欧光主平面，而e光的振动方向平行于e光主平面。一般情况下，它们各自的主平面是不重合的，但夹角不大，因而，用检偏器检测出e光和o光振动方向是接近垂直的，当把晶体磨成表面平行于光轴的晶片，且自然光垂直表面入射时，晶体内e光与o光沿同一方向传播，它们的振动方向严格垂直，并且传播速度相差最大，这种情况下晶体对o光和e光的折射率n和n’规定为双折射晶体的折射率。利用方解石可制成尼科尔棱镜以获得单一的线偏振光。
4）二向色性起偏。有些晶体材料对自然光在其内部产生的偏振分量具有选择吸收作用，即对一种振动方向的线偏振光吸收强烈，而对与这一振动方向垂直的线偏振光吸收较少，这种现象称作二向色性。
3、偏振光的检测鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，它所用的装置称为检偏器。
其实起偏器和检偏器是通用的，用于起偏的偏振片称为起偏器，把它用于检偏就称为检偏器了。
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