ch2.4 光的偏振

理学院 物理系,理学院 物理系,理学院 物理系,大学物理,11-10,光的偏振性 马吕斯定律,2-4,光的偏振性 马吕斯定律,一、光的偏振性,1,、,纵波：,波的振动方向与波的传播方向相同,2,、,横波：,波的振动方向与波的传播方向相互垂直,3,、,偏振：,振动方向对于传播方向的不对称性,4,、,只有横波才有偏振现象,:,是区别于纵波的明显标志。,5,、,光波是横波,，,光矢量,电矢量,二、自然光与偏振光,1,、,自然光（非偏振光,),普通光源所发出的光一般是自然光，不能直接观察到偏振现象。,2,、,原因,普通光源所发出的光,波列之间是相互独立的，没有固定的关联（相位、振动方向、振幅、波列长短等），按统计原理，无论哪一方向的振动在各方向上的分布是对称的，振幅也可看成是完全相等的（统计平均），这种光称为自然光。,没有优势方向,自然光的分解,光的偏振性,4,、,振动面,电矢量与传播方向所构成的平面称为振动面,3,、,平面偏振光（又称线偏振光）,在光的传播过程中电矢量的振动只限于某一确定的平面内,5,、,平面偏振光的图示,E,播,传,方,向,振,动,面,面对光的传播方向看,光的偏振性,6,、,自然光的分解,自然光中任何一个方向的光振动都可分解成某两个相互垂直方向的振动。,可将自然光分解为两束相互独立的、等振幅的、振动方向相互垂直的线偏振光。这两束线偏振光的光强各等于自然光光强的一半。,7,、,注意,两互相垂直的偏振光，由于相互独立，没有固定的相位关系，所以不能合成一个线偏振光。,光的偏振性,部分偏振光的分解,部分偏振光,部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。,部分偏振光的表示法：,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,8,、,部分偏振光,光的偏振性,图示：,自然光,线偏振光：,部分偏振光：,光的偏振性,起偏的原理,：,利用某种光学的不对称性,偏振片,起偏：,从自然光获得偏振光,起偏器,:,起偏,的光学器件,非偏振光,线偏振光,光轴,电气石晶片,三、偏振片 起偏与检偏,光的偏振性,非偏振光,I,0,线偏振光,I,P,偏振化方向,(,透振方向,),偏振片的起偏,自然光,I,0,线偏振光,I,最亮,检偏器,最暗,起偏器,自然光,I,0,线偏振光,I,光的偏振性,I,0,I,P,P,E,0,E=E,0,cos,马吕斯定律,（,1809,）,消光,四、马吕斯定律,自然光,I,0,线偏振光,I,线偏振光,I,光的偏振性,马吕斯定律,I=I,0,cos,2,a,光的偏振性,I,?,P,待检光,思考：,I,不变,？是什么光,I,变，有消光,？是什么光,I,变，无消光,？是什么光,用来检验平面偏振光的偏振片。偏振片既可以作起偏器又可以作检偏器。,五、检偏器,光的偏振性,六,反射光和折射光的偏振,1,、反射和折射光的偏振,i,=,i,B,时，且,i,B,+,r,B,=90,O,，,反射光只有垂直于,入射面,的光矢量。,由折射定律,:,有,布儒斯特定律,(,1812,年,),n,1,n,2,i,i,r,自然光反射和折射,后产生部分偏振光,n,1,n,2,i,B,i,B,r,B,线偏振光,S,起偏角,若,n,1,=1.00(,空气,),，,n,2,=1.50(,玻璃,),，,则：,2,、玻璃片堆起偏和检偏,1.,起偏,当,i,=,i,B,时,自然光从空气,玻璃,i,B,(,接近线偏振光,),2.,检偏,玻璃片堆,六,反射光和折射光的偏振,例题：入射光,I,0,为自然光，四片偏振片分别顺时针转,30,0,，求透射光强。,解：自然光经过第一偏振片后，光强为：,经过第二偏振片后，光强为：,经过第三偏振片后，光强为：,经过第四偏振片后，光强为：,透射光强是入射光强的,21%,。,六,反射光和折射光的偏振,