light-polarization

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,8-4,光的偏振,偏振光,自然光;,1、线偏振光,2、部分偏振光,一、光的偏振态,在垂直于光传播方向的平面内，光矢量的振动状态有各种不同的方式，称为光的偏振态。,前面我们学习了光的干涉和衍射，今天我们将学习光波的第三个特性光的偏振。电磁理论指出光是电磁波，而且是一种特殊的电磁波，其电矢量强，磁矢量弱，因而把光的电矢量方向定义为光波的振动方向（也称光矢量方向），光矢量空间分部的不对称性就是,光的偏振,。,1、线偏振光,振动面,u,（平面偏振光）,2、自然光,自然光的特点:,（1）,在垂直光线的平面内，光矢量沿各,方向振动的概率均等.,（2）,可以看成由两个振动方向 相互垂直，,振幅相等，互不相干的线偏振光的叠加。,X,Y,Z,3、部分偏振光,I,o,总光强,I,P,偏振光的光强,I,n,自然光的光强,I,P,=0,P=0 ,自然光,I,n,=0,P=1 ,线偏振光,偏振度,二、线偏振光的获得,线,偏振光,1、,用偏振片获得线偏振光,偏振化,方向,Z,偏振片,2、用双折射法获得偏振光,O,光（寻常光）遵守折射定律,e,光（,非常光）不遵守折射定律,A,C,B,o,e,D,e,o,布儒斯特角,线偏振光,3、用反射和折射法获得偏振光,布儒斯特 定 律,例题,：,画出下列图中的反射光、折射光以及它们的偏振状态。,外腔式激光器谐振腔,布儒斯特窗,i,0,i,0,激光输出,M,1,M,2,i,0,i,0,.,应用举例,激光器谐振腔,在上述三种获得线偏振光的方法中,以偏振片法获得线偏振光最为常用.,其中主要是利用偏振片做起偏器和检偏器,先请大家看一个演示实验,一般情况下,I,=？,偏振片,Z,用偏振片获得偏振光,是最实用的一种方法,起偏,器,检偏器,P,1,P,2,I,0,P,I,三、马吕斯定律,A,=,A,0,cos,马吕斯定律,（1809）,你能说明为什么吗,？,？,光强为,I,0,的自然光相继通过偏振片,P,1,、P,2,、P,3,后光强为,I,0,/8，,已知,P,1,P,3,，,问：,P,1,、P,2,间夹角为何？,解:分析,P,1,P,2,P,3,I,0,I,3,=I,0,/8,P,3,P,1,P,2,I,1,I,2,例题,四、偏振光的应用,光的偏振在科学技术及工业生产中有着广泛的应用。比如在机械工业中，利用偏振光的干涉来分析机件内部应力分布情况，这就是光测弹性力学的课题。在化工厂里，我们可以利用偏振光测量溶液的浓度。偏光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重要的应用。在航海、航空方面则制出了偏光天文罗盘。,下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光的实例：,1、汽车车灯,汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的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，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。,另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需,带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光,。,2、观看立体电影,在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，,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，,银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了,。,3、生物的生理机能与偏振光,人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有,6300个,小眼，这些小眼能,根据太阳的偏光确定太阳的方位,，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。,再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能,利用天空中的紫外偏光导航,，因而不会迷路。,本堂课小结,一、光的偏振态,自然光、线偏振光、部分偏振光,二、线偏振光的获得,偏振片法、反射和折射法、双折射法,三、基本物理定律（光强变化）,1.布儒斯特定律:,2.马吕斯定律:,四、偏振光的应用实例,立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、,偏光显微镜 等等,