大學(xué)物理：第十四章 光學(xué)05

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

1.

自然光：在與光傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量以傳播方向?yàn)檩S，具有軸對(duì)稱性且均勻分布，各個(gè)方向的光振動(dòng)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(gè)方向的光振動(dòng)。3.部分偏振光某一個(gè)方向的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。1.偏振片2.偏振化方向允許特定光振動(dòng)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(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng),而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過,這種性質(zhì)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(dāng)時(shí)，2.當(dāng)時(shí)，立體電影例1（p140)有兩個(gè)偏振片，當(dāng)它們的偏振化方向之間的夾角為300時(shí)，一束單色自然光穿過它們,出射光強(qiáng)為I1;當(dāng)它們的偏振化方向之間的夾角為600時(shí)，另一束單色自然光穿過它們，出射光強(qiáng)為I2，且I1=I2。求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比。根據(jù)馬呂斯定律有解設(shè)第一束單色自然光的強(qiáng)度為I10，第二束單色自然光的強(qiáng)度為I20，它們透過起偏器后，強(qiáng)度都應(yīng)減為原來的一半，分別為例2、若要使線偏振光的光振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)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(qiáng)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(dòng)方向旋轉(zhuǎn)90，例3、

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

2）同理解：1）光經(jīng)過三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為：其中：為插入的偏振片與第一個(gè)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(zhuǎn)偏振片時(shí)，測(cè)得透射光強(qiáng)強(qiáng)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(qiáng)比值。

解：設(shè)入射光束中自然光強(qiáng)為I0，線偏振光的光強(qiáng)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(shí)沒有光線透過。當(dāng)其中一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)180

時(shí)透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為:[B]（A）光強(qiáng)單調(diào)增加；（B）光強(qiáng)先增加，后減小至零；（C）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加；（D）光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加再減小至零。當(dāng)自然光入射到媒質(zhì)表面時(shí)，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(dòng)較強(qiáng)的部分偏振光,折射光是平行入射面振動(dòng)較強(qiáng)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(dòng)垂直入射面；折射光：仍為部分偏振光，平行入射面振動(dòng)較強(qiáng)。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(dāng)入射角為起偏角時(shí),反射光線和折射光線互相垂直。故

(2)根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以角從介質(zhì)入射于界面時(shí)，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(shè)入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光[B]（A）光強(qiáng)為零；（B）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)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(duì)水的相對(duì)折射率是多少？解：設(shè)該材料的折射率為n，空氣的折射率為1放在水中，則對(duì)應(yīng)有所以：該材料對(duì)水的相對(duì)折射率為1.2。

一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅有很小部分被反射（約15%）所以反射偏振光很弱。一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)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(dòng)光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動(dòng)光學(xué)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(xiàn)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(nèi)）二、雙折射的尋常光和非尋常光實(shí)驗(yàn)證明：O

光和光均為偏振光.ACBoeDeo產(chǎn)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(gè)特殊的方向，當(dāng)光線沿這一方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象