光的偏振第一讲剖析

大学,物理,4-6-1,光,的偏振态线偏振光的获得,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,*,波动光学(III),波动光学(III),第六章,光的偏振态 线偏振光的获得,第一节,引言：什么是偏振,引言：什么是偏振,偏振：振动方向相对于传播方向的不对称性。,1、横波与纵波的区分,偏振,2、光波电磁波是横波,振动面,一、光的偏振态,一、光的偏振态,1,、自然光,没有优势方向,分解,无固定相位差,自然光的表示法：,偏振态:,光矢量在与光传播方向垂直的平面内的振动状态。,2,、线偏振光,E,面对光的传播方向看,光矢量,E,振动面,线偏振光的表示法：,光振动平行板面,光振动垂直板面,一、光的偏振态,一、光的偏振态,3、椭圆偏振光,0,y,y,x,z,传播方向,/2,x,E,观测,右旋椭圆偏振光,观测方向,观测方向,左旋椭圆偏振光,观测方向,右旋圆偏振光,一、光的偏振态,一、光的偏振态,表示法,椭圆偏振光：光矢量在旋转过程中大小不断转变，光矢量的端迹是个椭圆。它可看作两个振动方向垂直、位相差肯定、振幅不相等的两个线偏振光的叠加。,一、光的偏振态,一、光的偏振态,3、椭圆偏振光,3、椭圆偏振光,一、光的偏振态,一、光的偏振态,表示法,园偏振光可分解为两个振幅相等，频率一样、位相差/2的线偏振光的合成。,3、椭圆偏振光,一、光的偏振态,一、光的偏振态,4、局部偏振光,自然光,线偏振光,局部偏振光,分解,局部偏振光的表示法：,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,一、光的偏振态,一、光的偏振态,1、偏振片,偏振片能猛烈吸取入射光矢量某一方向的光振动，而让与这一方向垂直的光振动通过。,偏振片的原理,：,利用透光材料的某种光学的不对称性,x,y,z,z,线栅起偏器,入射,电磁波,平行于导线的电矢量在导线中激起电流，被Joule热耗掉。,偏振片的偏振化方向通光方向：,表示该偏振片允许通过的光振动方向,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,聚乙烯醇薄膜加热拉伸，使碳氢化合物分子形成链状，沁入碘液中，形成碘链。,通光方向或偏振化方向,线偏振光,非偏振光,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,1、偏振片,2、马吕斯定理,偏振化方向,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,3,、检偏,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,3,、检偏,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,用偏振器件分析、检验光的偏振态：,I,?,P,待检光,1、线偏振光入射，转动偏振片I变，有消光。,2、自然光或园偏振光入射，转动偏振片I不变；,3、局部偏振光或椭圆偏振光入射，转动偏振片I变，无消光；,二、线偏振光的获得与检验,二、线偏振光的获得与检验,太阳镜，照相机的滤光镜，滤掉不必要的反射光；,有反射光干扰的橱窗,在照相机镜头前加偏振片消退了反射光的干扰,偏振片的应用举例,偏振片的应用举例,制成偏振摄像镜头、偏光眼镜，观看立体电影。,偏振片的应用举例,偏振片的应用举例,制成偏振摄像镜头、偏光眼镜，观看立体电影。,制作车窗、飞机舷窗。,偏振片的应用举例,偏振片的应用举例,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,1、反射和折射时间的偏振,玻璃,局部偏振光,反射光中垂直入射面的重量比例大；,折射光中平行入射面的重量比例大；,入射角,i,变,反射、折射光的偏振度也变。,2,、布儒斯特定律,线偏振光,局部偏振光,布儒斯特角,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,若：,n,1,=1.00,（空气），,n,2,=1.50,（玻璃），,则：,空气,玻璃,玻璃 空气,互余,玻璃,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,思考 ：,玻璃,总能量的7.5%,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,玻璃片堆起偏,入射自然光,玻璃片堆,近于线偏振光,玻璃片堆,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,3、应用,外腔式激光管加布儒斯特窗实现对极化状态的选择,垂直重量损耗大，不能形成激光，平行重量形成激光。,三、反射光与折射光的偏振态,三、反射光与折射光的偏振态,例1：假设两偏振片堆叠在一起，且两偏振化方向之间的夹角为60，假设二者对光无吸取，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光光强为：,（A）,（B）,（C）,（D）,随堂练习,随堂练习,例2：一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，假设以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光中自然光与线偏振光的光强比值为 。,例3：自然光从空气射到玻璃的界面上，当入射角为60,时，反射光是完全偏振光，则玻璃的折射率是：,（A）,（B）,（C）,（D）,例4：如果从一池静止的水（,n=1.33）,的表面反射来的太阳光是,完全偏振光，那么太阳的仰角（如图）大致等于,，在这反射光中光矢量的方向,。,随堂练习,随堂练习,例5：某透亮媒质对于空气的全反射临界角为45，光从空气射向此介质时的布儒斯特角是 .,例6: 一束自然光自空气射向一块平板玻璃如图，设入射角等于布儒斯特角ib，则在界面2的反射光,A光强为零；, B是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；,C是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；,D是局部偏振光。,随堂练习,随堂练习,一、光的偏振态,自然光、线偏振光、局部偏振光,二、线偏振光的获得,偏振片法、反射和折射法,三、根本物理定律光强变化,1. 布儒斯特定律:,2. 马吕斯定律:,课堂总结,课堂总结,作业,6.1; 6.2,Class over,Class over,