振動和光第五章光的偏振第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三§5.1光的偏振狀態(tài)光波的橫波性，光矢量——電矢量；偏振態(tài)一.完全偏振光(線偏振光)面對光的傳播方向觀察線偏振光的分解(光振動平行板面)(光振動垂直板面)線偏振光的表示法第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三二.自然光面對光的傳播方向觀察自然光可用兩個相互獨立的、沒有固定相位關(guān)系的、等振幅且振動方向相互垂直的線偏振光表示。自然光的表示法三.部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可用兩個相互獨立的、沒有固定相位關(guān)系的、不等振幅且振動方向相互垂直的線偏振光表示。第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三四.圓（橢圓）偏振光圓（橢圓）偏振光：振幅保持不變（不斷變化），而方向周期性變化，但電場矢量繞傳播方向螺旋前進形成！c朝光源看：電場矢量方向按順時針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋偏振光；電場矢量方向按逆時針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋偏振光。部分偏振光的表示法平行板面的光振動較強垂直板面的光振動較強第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三§5.2線偏振光的獲得與檢驗一.起偏和檢偏自然光I0線偏振光I偏振化方向線偏振光I'起偏器檢偏器二.馬呂斯定律P1P2αEE0P1P2(馬呂斯定律)注意：是入射線偏振光光強；I′是通過檢偏器后偏振光的光強?！猱敭?shù)谖屙摚捕?，編輯?023年，星期三自然光I0線偏振光I偏振化方向線偏振光I'起偏器檢偏器P1P23、要使線偏振光的光振動方向改變900，最少需要幾塊偏振片？延伸：偏振片如何放置才能使透射光強度最大？最少需要兩塊?；コ?50角。思考：2、將P2旋轉(zhuǎn)3600，透過它的光強有何變化？線偏振光透過偏振片后光強變化，將出現(xiàn)兩明兩暗。（有消光現(xiàn)象）自然光透過偏振片后光強不變，但只有入射光強的一半。1、將P1旋轉(zhuǎn)3600，透過它的光強有何變化？第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三4.判斷：

已知入射光為線偏振光、自然光、部分偏振光中的一種，現(xiàn)在令入射光通過偏振片I，改變I的透振方向，通過觀察透射光強變化區(qū)分這三種光？I1）.強度有變化，而且有消光現(xiàn)象線偏振光2）.強度沒有變化自然光3）.強度有變化，但無消光現(xiàn)象部分偏振光第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三例1：用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。在它們的偏振化方向成300角時，觀測一光源，又在成600角時，觀察同一位置處的另一光源，兩次所得的強度相等。求兩光源照到起偏器上光強之比。由馬呂斯定律，透過檢偏器后光的強度為按題意：即：解:令I1和I2分別為兩光源照到起偏器上的光強。透過起偏器后，光的強度分別為I1/2和I2/2。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三平行放置兩偏振片，使它們的偏振化方向成

60夾角。讓自然光垂直入射后,下列兩種情況下：(1)無吸收時，有(1)兩偏振片對光振動平行于其偏振化方向的光線均無吸收例2：求解(2)有吸收時，有(2)兩偏振片對光振動平行于其偏振化方向的光線分別吸收了10%的能量透射光的光強與入射光的光強之比是多大？第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三§5.3反射和折射時光的偏振一.反射和折射產(chǎn)生的偏振i0

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布儒斯特角或起偏角自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光線偏振光i0+γ=90o時，反射光為線偏振光二.布儒斯特定律第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三1、反射光是光振動垂直于入射面的線偏振光；以布儒斯特角入射時：線偏振光例如：i0互余!n1=1.00（空氣）；n2=1.50（玻璃），則：由空氣玻璃由玻璃空氣2、反射光和折射光傳播方向相互垂直；3、反射光是線偏振光但光強弱，折射光是部分偏振光但光強強。第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三玻璃片堆：許多玻璃片疊起來，用以增大反射光的強度和折射光的偏振化程度。接近線偏振光三、應用——玻璃片堆··············i0················線偏振光第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三§5.4光的雙折射一、雙折射現(xiàn)象：一束光入射到各向異性介質(zhì)折射后出現(xiàn)兩束折射光線的現(xiàn)象。第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三1.尋常光線和非常光線n1n2各向異性媒質(zhì)o光γoγee光eoi自然光尋常光線（o光）：

遵從折射定律非常光線（e光）:一般不遵從折射定律注意：e光折射線也不一定在入射面內(nèi)！o光和e光都是線偏振光第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三2、晶體的性質(zhì)當光在晶體內(nèi)沿某個特殊方向傳播時將不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸，例如：方解石晶體(冰洲石)光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個光軸的晶體雙軸晶體：有兩個光軸的晶體A光軸102°B方解石晶體1）光軸2）正晶體、負晶體尋常光線的傳播速度為v0，非常光線在晶體內(nèi)各個方向的傳播速度不一樣，在垂直于光軸方向的傳播速度為ve。o光:e光:(o光主折射率)(e光主折射率)78°ECD第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三

正晶體子波源光軸votveto波面e波面(平行光軸截面)(垂直光軸截面)負晶體光軸子波源votvete波面o波面(平行光軸截面)(垂直光軸截面)o波面o波面e波面e波面第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三3）主平面e光振動方向在主平面內(nèi)o光振動方向垂直于主平面光軸光軸e光····o光e光的主平面O光的主平面晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。光軸在入射面時,o光主平面和e光主平面重合,此時o光振動和e光振動相互垂直。一般情況下，兩個主平面夾角很小，故可認為o光振動和e光振動仍然相互垂直。第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三3.惠更斯原理在雙折射現(xiàn)象中的應用1）光軸平行于晶體表面，自然光垂直入射.

o、e光傳播方向相同，但速度不同，有雙折射現(xiàn)象?？諝夥浇馐w光軸··········o光e光····o光e光AB第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三空氣方解石晶體光軸······icΔt····o光e光····o光e光2）光軸平行于晶體表面，自然光斜入射.oΔteΔtABC第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三3）光軸平行于晶體表面且垂直于入射面，自然光斜入射.······i····o光e光空氣

方解石晶體光軸····o光e光cΔteΔtoΔtABC第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三4）光軸在入射面內(nèi)并垂直于晶體表面，自然光垂直入射.光在晶體內(nèi)沿光軸方向傳播，不發(fā)生雙折射?？諝夥浇馐凵浔砻鎒波面o波面e波面o波面第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三5）光軸與晶體表面斜交，自然光垂直入射.e波面o波面e波面o波面空氣方解石折射表面第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三6）光軸與晶體表面斜交，自然光斜入射第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三1）晶體的二向色性和偏振片····光軸e光電氣石光軸

某些晶體對相互垂直的光振動有選擇吸收的性能，這叫晶體的二向色性。4.晶體偏振器件第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三············方解石玻璃膠合劑o吸收涂層i光軸2）偏振棱鏡偏光鏡:格蘭─湯姆孫棱鏡光軸的取向使o光、e光對應的恰是no、ne

。no(1.6584)ne(1.4864)n玻=1.655，n膠