1、1,光的偏振,1 光的偏振性 馬呂斯定律,一.光的偏振狀態(tài),1. 線偏振光,線偏振光可沿兩個相互垂直的方向分解,線偏振光的表示法：,2. 自然光,自然光的光矢量在所有可能的方向上,且振幅E相等.,光的偏振,一束自然光可分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。,自然光的表示法：,3. 部分偏振光,某一方向的光振動比與之相,光的偏振性 馬呂斯定律,垂直方向的光振動占優(yōu)勢的光.,部分偏振光可分解為兩束振動方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光.,部分偏振光的表示法：,光的偏振性 馬呂斯定律,4.圓偏振光和橢圓偏振光,偏振面隨時間旋轉的光為圓或橢圓偏振光.,迎著光線看,光矢量順時針

2、旋轉為右旋偏振光.,光的偏振性 馬呂斯定律,1. 起偏和檢偏,二. 偏振片的起偏和檢偏,起偏:從自然光獲得偏振光.,起偏原理:利用某種光學的不對稱性.,起偏器:起偏的光學器件,光的偏振性 馬呂斯定律,2. 偏振片,如利用某些物質能吸收某一方向的光振動,而讓與這個方向垂直的光振動通過的性質(二向色性)制成起偏器.,檢偏:檢驗偏振光,起偏器也就是檢偏器.,這種起偏器叫偏振片.,光的偏振性 馬呂斯定律,3. 起偏示意圖,自然光I0,線偏振光 I,偏振化方向 (透光方向),4. 檢偏,用偏振器件分析、檢驗光的偏振態(tài).,偏振化方向 (透光方向),光的偏振性 馬呂斯定律,I不變？是什么光,I變，有消光？是

3、什么光,I變，無消光？是什么光,三. 馬呂斯定律,I0,I,光的偏振性 馬呂斯定律,消光,馬呂斯定律（1809）,例題1,有兩個偏振片,一個用作起偏器,一個用作檢偏器.當它們的偏振化方向之間的夾角為30時,一束單色自然光穿過它們,出射光,光的偏振性 馬呂斯定律,強為I1;當它們的偏振化方向之間的夾角為60時,另一束單色自然光穿過它們,出射強度為I2, 且I 1=I2 . 求兩束單色自然光的強度之比.,解:由馬呂斯定律,同理:,光的偏振性 馬呂斯定律,取 I1 = I2,兩束單色自然光的強度比為:,2 反射和折射光的偏振,自然光反射和折射后產生部分偏振光,一. 反射時光的偏振,反射和折射光的偏振

4、,i = i0 時，反射光只有垂直于入射面的光振動.,且,布儒斯特定律(1812年),i 0布儒斯特角或起偏角,由,反射和折射光的偏振,有: i0+r0=90O,若 n1 =1.00 (空氣)，n2 =1.50 (玻璃)，,二. 玻璃片堆折射的偏振,當i =i0時,則:,反射和折射光的偏振,自然光從空氣玻璃,玻璃片堆,3 雙折射 偏振棱鏡,一. 雙折射的概念,1.雙折射現(xiàn)象,雙折射 偏振棱鏡,一束光線進入某種晶體,產生兩束折射光叫雙折射.,方解石,o,e,n1,n2,i,ro,re,(各向異 性媒質),自然光,o光,e光,2.尋常光(o光)和非尋常光(e光),雙折射 偏振棱鏡,o光 : 遵從折

5、射定律,e光 : 一般不遵從折射定律,e光折射線也不一定在入射面內.,3. 晶體的光軸,當光在晶體內沿某個特殊方向傳播時不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。,雙折射 偏振棱鏡,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.,主截面: 晶體表面的法線與晶體光軸構成的平面.如圖入射時,入射面就是主截面.,4. 主平面和主截面,雙折射 偏振棱鏡,主截面,主平面:,晶體中光的傳播方向與晶體光軸構成的平面.,一般情況下, o主平面與e主平面是不重合的.,實驗表明:,o光是光矢量與o主平面垂直的線偏振光.,雙折射 偏振棱鏡,e光是光矢量與e主平面平行的線偏振光.,當光軸在入

6、射面內時,主截面,o主平面,e主平面都重合.,二.惠更斯原理對雙折射 的解釋,雙折射 偏振棱鏡,1.晶體的主折射率，正晶體、負晶體,在雙折射晶體中,o光沿各向傳播的速度相同,故o波波面為球面;e光沿各向的傳播速度不同,e波面為橢球面.兩者沿光軸方向傳播速度相同.,o光:,雙折射 偏振棱鏡,e光:,正晶體 : ne no,負晶體 : ne no,(ve vo),(ve vo),n0 ，ne稱為晶體的主折射率,雙折射 偏振棱鏡,由方解石切割再用樹膠粘合而成.,尼科耳棱鏡工作原理:自然光在AB面折射為o光和e光,o光以約76入射到AC的加拿大樹膠層上. 被AC面全反射.只有e光出射, 產生偏振光.,三.尼科耳棱鏡,雙折射 偏振棱鏡,o光:,而i =76 69,全反射.,兩尼科耳棱鏡的主截面間的夾角由30轉到45.(1)當入射光是自然光時,求轉動前后透射光的強度之比;(2)當入射光是線偏振光時,求轉動前后透射光的強度之比.,例題2,雙折射 偏振棱鏡,(1)入射光為自然光夾角為,30時,夾角為45時,所以,(2)入射光為線偏振光,夾角為30時,解:尼科耳棱鏡出射為振動面在主截面內的線偏振光.主截面即偏振化方向.,雙折射 偏振棱鏡,夾角為45時,所以,4 旋光現(xiàn)