大学物理课件-光的偏振

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1、,光的偏振 (polarization of light),偏振: 光波的振动方向对于传播方向的不对称性,光的偏振性是判断光波是横波还是纵波的重要依据。,如果光是纵波，则光矢量E在垂直于传播方向的平面A内的分布是均匀的。,如果光是横波，则光矢量E在垂直于传播方向的平面A内的分布是不均匀的, 称为光的偏振。,6.9 光的偏振性 (The polarization of light),(1),6.9.1 自然光 线偏振光 部分偏振光(natural light , linearly polarized light and partial polarized light),光矢量E在垂直于传播方向的

2、平面内可以取任何方向, 且各个方向具有相同的平均值,即分布是均匀的, 这样的光称为自然光。,1.自然光(natural light),普通光源发出的光就是自然光。,(2),2.线偏振光 (linearly polarized light) (又叫平面偏振光),如果光矢量E只沿一个确定的方向振动，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。,振动平面: 光矢量E与光传播方向所决定的平面。,(3),3.部分偏振光(partial polarized light),如果光矢量E在垂直于传播方向的平面上可以取任何方向，但在不同方向上，其振幅不同，在某一方向上的光振动较强，而在与之垂直方向上的光振动较弱，这种

3、光称为部分偏振光。,(4),部分偏振光可以看成是自然光和线偏振光的混合。,(5),4.椭圆和圆偏振光(elliptic and circular polarized light),光矢量E的大小和方向在垂直于传播方向的平面上有规律地变化, 光矢量末端轨迹为椭圆称为椭圆偏振光;末端轨迹为圆称为圆偏振光。,迎着光传播方向看: 光矢量逆时针旋转 左旋偏振光 (lift-handed polarized light) 光矢量顺时针旋转 右旋偏振光 (right-handed polarized light),自然光,线偏振光,涂有金鸡纳霜或电气等材料的薄膜,6.9.2 起偏 检偏 马吕斯定律 (pol

4、arizing, analyzing and Malus law),1.偏振片(polarizing plate), 起偏, 检偏,1)偏振片: 只允许某一个方向的振动透过的光学元件,(6),2)偏振片的用途,(a)作起偏振器,I0,I0/2,(b)作检偏振器,偏振光,光强为零 (消光),光强不变,I0,I0,(7),偏振光：透射光强度发生变化,部分偏振光：偏振光通过偏振片后，在转动偏振片的过程中，透射光强度发生变化。,2、马吕斯定律（ Malus Law ）,其中为检偏器的偏振化方向与入射偏振光的偏振化方向之间的夹角。,强度为I0的偏振光，通过检偏器后，透射光的强度为：,例19: 起偏器和检

5、偏器,在它们的偏振化方向成1=30 时, 观测一束单色自然光。又在 2= 60 时, 观测另 一束单色自然光, 设两次所得的透射光强度相等, 求: 两光束强度之比。,解:,(9),按题意 I1=I2,于是,6.9.3 反射和折射起偏 布儒斯特定律 (Polarizing of reflection and refraction, Brewsters law),1.反射起偏(Polarizing of reflection),入射平面: 入射线与介质面法线组成的平面。,入射自然光:,垂直振动 平行振动,反射光中: 垂直振动 多于平行振动。,折射光中: 平行振动多于垂直振动。,(10),使之满足:,1)反射光为线偏振光, 只有垂直振动; i0为起偏角(布儒斯特角),2)折射光为部分偏振光, 全部的平行振动和部分的垂直振动;,(11),2.布儒斯特定律(Brewsters law),当入射角i = i0 时,3)反射光线与折射光线互相垂直。,3.折射起偏的方法(method of polarizing of refraction),玻璃片堆,(12),(33),光的偏振教学要求,1.熟练掌握光的五种形态(自然光、线偏振光、部分 偏振光、椭圆和圆偏振光)。 2.理解光的起偏和检偏,掌握马吕斯定律及应 用。 3.理解光在反射、折射时偏振态的变化, 掌握布儒斯 特定律。,