11-5光的偏振學(xué)習(xí)目標(biāo)了解自然光和偏振光的概念掌握馬呂斯定律的規(guī)律學(xué)會應(yīng)用馬呂斯定律的規(guī)律知道布儒斯特定律一、光波:特定頻率范圍內(nèi)的電磁波.光矢量(lightvector):電磁波的電場強(qiáng)度矢量.電磁波是橫波,光矢量振動方向與光傳播方向垂直.對傳播方向不對稱對傳播方向?qū)ΨQ橫波縱波偏振光與自然光腰橫扁擔(dān)進(jìn)不了城門橫波有偏振(polarization)現(xiàn)象,縱波無偏振問題通光方向二、光的偏振態(tài)偏振光自然光完全偏振光部分偏振光

線(平面)偏振光

橢圓偏振光

圓偏振光

1.自然光每個(gè)光波列:

橫波—偏振光

一束光:

由于光振動方向的隨機(jī)性,統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,各種取向的光矢量振幅相等.光普通光源發(fā)光:光矢量對傳播方向均勻?qū)ΨQ分布—非偏振.xyz.......正交分解:一對互相垂直,互相獨(dú)立,振幅相等的光振動無固定相位差,非相干疊加2.線(平面)偏振光光振動只有一個(gè)確定方向.......3.部分偏振光線偏振光:一束光的光矢量只沿含一個(gè)確定的方向振動,叫做線偏振光,簡稱偏振光.振動面:光振動方向與傳播方向所組成的平面.4.橢圓偏振光5.圓偏振光光矢量旋轉(zhuǎn),其端點(diǎn)軌跡為截面是的螺旋線橢圓圓如何產(chǎn)生偏振光？如何檢驗(yàn)光的偏振狀態(tài)？(1)晶體的二向色性(2)自然光在媒質(zhì)界面上的折射和反射(3)晶體的雙折射(4)激光右旋左旋偏振化方向(polarizingdirection)：允許通過的光振動方向.一、偏振片的起偏和檢偏偏振片(polaroid):具有二向色性的晶體片(電氣石),能吸收某一方向的光振動,而只讓與之垂直方向上的光振動通過.偏振片的用途:“起偏”和“檢偏”

馬呂斯定律E吸收通過長鏈狀分子自然光起偏偏振光檢偏偏振光二、馬呂斯定律(Maluslaw)——光強(qiáng)度變化規(guī)律光強(qiáng)為I0

的線偏振光,透過偏振片后,其透射強(qiáng)度為:

:入射光的偏振方向與出射光的偏振方向之間的夾角部分偏振光入射:自然光與線偏振光疊加

練習(xí)1)一束光強(qiáng)為I0的自然光通過兩個(gè)偏振化方向成60o的偏振片后,光強(qiáng)為

2)

3)要讓一束線偏振光的振動方向旋轉(zhuǎn)90

至少要幾塊偏振片?如何放置?出射光強(qiáng)最大:至少兩塊偏振片,如圖放置:

例1.

一束光由自然光和線偏振光混合組成,當(dāng)它通過一偏振片時(shí),發(fā)現(xiàn)透射光的強(qiáng)度隨偏振片的轉(zhuǎn)動可以變化到五倍.求入射光中自然光和線偏振光的強(qiáng)度各占入射光強(qiáng)度的比例.解:設(shè)I0----入射光強(qiáng)度為

;I10----自然光強(qiáng)度;

I20----偏振光強(qiáng)度設(shè)通過偏振片后的光強(qiáng)分別為:I

,I1,I2三、偏振片的應(yīng)用立體電影流水畫

光源透過旋轉(zhuǎn)的起偏器,成為振動方向旋轉(zhuǎn)變化的線偏振光,通過背面涂有偏振材料(檢偏器)的畫面,由于透過光的明暗變化,使畫面中途有偏振材料的部分“動了起來”.反射和折射時(shí)的偏振n1n2i

in1n2i0i0

一、反射起偏1.

一般情況下得部分偏振光2.當(dāng)入射角i0滿足反射光為線偏振光(⊥)自然光入射反射光

>

折射光

>垂直分量與平行分量比例隨i變由反射線與折射線垂直i0:布儒斯特角(起偏振角)布儒斯特定律n1n2i0i0

線偏振光???????????????????線偏振光折射光:近似線偏振光(

)(垂直振動成分一次次被反射掉)反射光:線偏振光(

)二、光以i=i0角入射,通過玻璃片堆折射起偏自然光入射

i0?駕駛員戴上偏振太陽鏡可以防止馬路反射光的炫目.照相機(jī)安上偏振鏡可以產(chǎn)生不同的效果,看出來了嗎?偏振光的應(yīng)用用偏光鏡消除了反射偏振光,使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見.正常拍攝將太陽鏡垂直放置,透過鏡片拍照,反射光被壓下來了

散射光的偏振性

部分偏振光

線偏振光自然光空氣分子照相機(jī)按上偏振鏡可