1、第5章 光的偏振,第節(jié)自然光、偏振光、馬呂斯定律,對(duì)傳播方向不對(duì)稱,橫波,一、橫波與偏振現(xiàn)象,對(duì)傳播方向?qū)ΨQ,縱波,機(jī)械橫波的檢驗(yàn),若振動(dòng)方向平行AB 通 若把AB旋900 則 不通,只有橫波有偏振現(xiàn)象 而縱波無(wú)偏振問(wèn)題,如何檢驗(yàn)光的橫波性呢？ 光矢量對(duì)傳播方向的偏振性在與物質(zhì)的作用過(guò)程中一定有所反映,二向色性：大分子物質(zhì)對(duì)不同振動(dòng)方向的電 矢量吸收系數(shù)不同。 如：電氣石，能強(qiáng)烈吸收與晶體光軸垂直的電矢量，而對(duì)與光軸平行的電矢量吸收很少。,偏振片：含有二向色性材料的透明薄片。,偏振化方向：偏振片上能透過(guò)電矢量振動(dòng)的方向,通光方向,通,不通,光的橫波性驗(yàn)證,形象說(shuō)明偏振片的原理,通光方向,腰橫別

2、扁擔(dān)進(jìn)不了城門,1. 線偏振光 (平面偏振光),面對(duì)光的傳播方向觀察,線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解,(光振動(dòng)平行板面),(光振動(dòng)垂直板面),線偏振光的表示法,二、光源的偏振狀態(tài),一個(gè)原子一次發(fā)光一定是偏振光 如何得到可實(shí)用的線偏振光呢? 特殊光源如外腔式激光器 更多的途徑是從普通光源中獲取 普通光源的偏振態(tài) 通常是自然光和部分偏振光,2. 自然光,自然光源發(fā)光的特點(diǎn)：大量原子隨機(jī)、間歇、獨(dú)立地發(fā)光 總特征：電矢量空間和時(shí)間分布具有均勻性,面對(duì)光的傳播方向觀察,自然光可分解為兩個(gè)相互獨(dú)立、沒(méi)有固定相位關(guān)系、等振幅且振動(dòng)方向相互垂直的線偏振光。,由軸對(duì)稱分布，無(wú)固定相位關(guān)系等振幅的大量線偏振

3、光集合而成,自然光的表示法,注：兩相互垂直的分量無(wú)固定的相位，是非相干的，不能合成為一個(gè)獨(dú)立的矢量。,3. 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(gè)相互獨(dú)立、沒(méi)有固定相位關(guān)系、不等振幅且振動(dòng)方向相互垂直的線偏振光表示。,由無(wú)固定相位關(guān)系，兩方向的振幅不等的大量線偏振光集合而成,部分偏振光的表示法,平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng),垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng),4. 偏振度,部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合,設(shè)部分偏振光的強(qiáng)度為It ,其中自然光強(qiáng)度為In ，線偏振光的強(qiáng)度為Ip ,則有,線偏振光,部分偏振光,自然光,偏振度,一束部分偏振光,當(dāng)它通過(guò)一偏振片時(shí),發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)取決于偏振片的取向

4、可以變化 5 倍。,例,解,依題意得,求,此光的偏振度。,第一 如何判別光源的偏振態(tài),偏振光的檢驗(yàn),三個(gè)基本途徑,原理： 二向色性 布儒斯特定律 雙折射,第二 如何從普通光源中取得偏振光,從實(shí)用的角度 必須解決兩大問(wèn)題,第一種從普通光源中獲取偏振光的方法 利用偏振片（二向色性）可以獲取偏振光,三、 偏振片的起偏和檢偏 馬呂斯定律,1. 起偏和檢偏,自然光I0,線偏振光I,偏振化方向,線偏振光I,2. 馬呂斯定律,(馬呂斯定律), 消光,當(dāng),; 當(dāng),起偏器,檢偏器,據(jù)此可檢測(cè)光束是否為偏振光：改變偏振片方向，自然光光強(qiáng)不改變，偏振光則會(huì)改變。,平行放置兩偏振片，使它們的偏振化方向成 60 夾角。

5、讓自然光垂直入射后,下列兩種情況下：,(1) 兩偏振片對(duì)光振動(dòng)平行于其偏振化方向的光線均無(wú)吸收,例,(2) 有吸收時(shí)，有,(2) 兩偏振片對(duì)光振動(dòng)平行于其偏振化方向的光線分別吸收了10% 的能量,1、現(xiàn)象,自然光入射在兩各向同性介質(zhì)表面 觀察反射光 折射光線的偏振狀態(tài),四、 反射和折射產(chǎn)生的偏振 布儒斯特定律,一般入射角的情況 反射光 折射光都是部分偏振光,反射光中 垂直入射面振動(dòng)占優(yōu) 折射光中 平行入射面振動(dòng)占優(yōu),當(dāng)i1+i2=90o 時(shí)，偏振狀態(tài): 反射光 - 完全偏振光 折射光 - 部分偏振光,反射光線與折射光線垂直,2. 布儒斯特定律,此時(shí)，對(duì)應(yīng)的入射角以i10表示，稱為布儒斯特角或起偏角。,例，自學(xué),玻璃片堆起偏和檢偏,玻璃片堆,線偏振光,例如 n1 =1.00(空氣)， n2 =1.50(玻璃)，則,空氣,玻璃,玻璃,空氣,入射自然光,3、用玻片堆可獲得兩束線偏振光,n層共個(gè)介面,應(yīng)用例子：偏光鏡頭 櫥窗設(shè)計(jì) 立體電影,（C） 用偏光鏡消除了反射偏振光 使玻璃門