大學物理：第十四章 光學05

第十節(jié)光的偏振馬呂斯定律光的波動性光的干涉、衍射.光波是橫波光的偏振.機械橫波與縱波的區(qū)別機械波穿過狹縫符號表示

1.

自然光：在與光傳播方向垂直的平面內，光矢量以傳播方向為軸，具有軸對稱性且均勻分布，各個方向的光振動的振幅相等。這樣的光叫自然光。一、自然光、偏振光2.偏振光----線偏振光只有某一個方向的光振動。3.部分偏振光某一個方向的光振動占優(yōu)勢。1.偏振片2.偏振化方向允許特定光振動通過的方向。涂有二向色性材料的透明薄片。

二向色性

:某些物質能吸收某一方向的光振動,而只讓與這個方向垂直的光振動通過,這種性質稱二向色性。偏振化方向二、偏振片起偏和檢偏3.起偏4.檢偏注意！

兩偏振片偏振化方向夾角為。馬呂斯定律三、馬呂斯定律馬呂斯定律討論：1.當時，2.當時，立體電影例1（p140)有兩個偏振片，當它們的偏振化方向之間的夾角為300時，一束單色自然光穿過它們,出射光強為I1;當它們的偏振化方向之間的夾角為600時，另一束單色自然光穿過它們，出射光強為I2，且I1=I2。求兩束單色自然光的強度之比。根據馬呂斯定律有解設第一束單色自然光的強度為I10，第二束單色自然光的強度為I20，它們透過起偏器后，強度都應減為原來的一半，分別為例2、若要使線偏振光的光振動方向旋轉90，最少需要幾塊偏振片？這些偏振片怎樣放置才能使透射光的光強最大。解：如圖所示，至少需要兩塊偏振片才能使線偏振光的光振動方向旋轉90，例3、

在兩個偏振化方向正交的偏振片之間插入第三個偏振片。1)當最后透過的光強為入射自然光強的1/8時，求插入第三個偏振片偏振化的方向；2)若最后透射光強為零，則第三個偏振片怎樣放置？

2）同理解：1）光經過三個偏振片后的光強為：其中：為插入的偏振片與第一個偏振片之間的夾角；例4、

一束光具有自然光和偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片，若以此入射光束為軸，旋轉偏振片時，測得透射光強強度的最大值是最小值的5倍，求入射光束中，自然光與線偏振光的光強比值。

解：設入射光束中自然光強為I0，線偏振光的光強為I1，則又因所以例5.兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時沒有光線透過。當其中一偏振片慢慢轉動180

時透射光強度發(fā)生的變化為:[B]（A）光強單調增加；（B）光強先增加，后減小至零；（C）光強先增加，后減小，再增加；（D）光強先增加，然后減小，再增加再減小至零。當自然光入射到媒質表面時，反射光和折射光都是部分偏振光。

反射光是垂直入射面振動較強的部分偏振光,折射光是平行入射面振動較強的部分偏振光.提示14－11反射光和折射光的偏振一、反射光和折射光的偏振入射角滿足：反射光：為完全偏振光，且光振動垂直入射面；折射光：仍為部分偏振光，平行入射面振動較強。其中稱為起偏振角或布儒斯特角.二、布儒斯特定律證明：由折射定律：布儒斯特定律：討論:

（1）當入射角為起偏角時,反射光線和折射光線互相垂直。故

(2)根據光的可逆性，當入射光以角從介質入射于界面時，此角即為布儒斯特角.玻璃玻璃例.一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光[B]（A）光強為零；（B）是完全偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。例題：已知某材料在空氣中的布儒斯特角ip=580，求它的折射率？若將它放在水中（水的折射率為1.33），求布儒斯特角？該材料對水的相對折射率是多少？解：設該材料的折射率為n，空氣的折射率為1放在水中，則對應有所以：該材料對水的相對折射率為1.2。

一次起偏垂直入射面的振動僅有很小部分被反射（約15%）所以反射偏振光很弱。一般應用玻璃片堆產生偏振光三、玻璃堆討論討論下列光線的反射和折射（起偏角）.動光學雙折射現象波

動光學恒量玻璃折射定律方解石晶體14－12雙折射一、光的雙折射現象光通過雙折射晶體尋常光線(ordinaryrays)服從折射定律的光線(extraordinrayrays)非常光線不服從折射定律的光線（一般情況，非常光不在入射面內）二、雙折射的尋常光和非尋常光實驗證明：O

光和光均為偏振光.ACBoeDeo產生雙折射的原因O光波陣面

光波陣面光軸

尋常光線在晶體中各方向上傳播速度相同.

常量O光波陣面

光波陣面光軸非常光線晶體中各方向上傳播速度不同,隨方向改變而改變.為主折射率方解石晶體光軸在方解石這類晶體中存在一個特殊的方向，當光線沿這一方向傳播時不發(fā)生雙折射現象