物理下光的偏振

物理下光的偏振1光的偏振——獲得線偏振光的方法第一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三2光的偏振——獲得線偏振光的方法§20.1.1光的偏振態(tài)§20.1.2起偏和檢偏§20.1.3馬呂斯定律§20.1.4反射光和折射光的偏振

小結(jié)§20.1獲得線偏振光的方法返回第二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三3光的偏振——獲得線偏振光的方法電場(chǎng)強(qiáng)度矢量在光與物質(zhì)相互作用的過(guò)程中起主要作用，因此將電場(chǎng)強(qiáng)度矢量稱為光矢量。XYZ光是一種電磁波；電磁波中振動(dòng)的物理量是變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)；電磁波是橫波；光的偏振證明光是橫波在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有各種不同的振動(dòng)狀態(tài)，這種振動(dòng)狀態(tài)通常稱為光的偏振態(tài)。第二十章光的偏振第三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三4光的偏振——獲得線偏振光的方法常見(jiàn)偏振態(tài)有五種：1.自然光2.線偏振光3.部分偏振光4.橢圓偏振光5.圓偏振光1.自然光：在與傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動(dòng)的概率均等，并且各方向光矢量的振幅相同，位相無(wú)確定的關(guān)系?！?0.1獲得線偏振光的方法§20.1.1光的偏振態(tài)第四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三5光的偏振——獲得線偏振光的方法1.自然光：在與傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動(dòng)的概率均等，并且各方向光矢量的振幅相同，位相無(wú)確定的關(guān)系。特點(diǎn)：自然光的圖示法：第五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三6光的偏振——獲得線偏振光的方法2.線偏振光：光矢量沿一個(gè)固定的直線振動(dòng)。也稱為平面偏振光或完全偏振光。振動(dòng)面u線偏振光的圖示法：振動(dòng)面平行黑板面振動(dòng)面垂直黑板面3.部分偏振光：在與光的傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動(dòng)的概率均等，但各方向光矢量的振幅不同，位相無(wú)確定的關(guān)系。第六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三7光的偏振——獲得線偏振光的方法3.部分偏振光：在與光的傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動(dòng)的概率均等，但各方向光矢量的振幅不同，位相無(wú)確定的關(guān)系。部分偏振光的圖示法：特點(diǎn)第七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三8光的偏振——獲得線偏振光的方法部分偏振光的圖示法：特點(diǎn)4.橢圓偏振光和圓偏振光：相當(dāng)于兩個(gè)相互垂直的光振動(dòng)的合成（二者有確定的位相關(guān)系）在與光的傳播方向垂直的平面內(nèi)，光矢量按一定的頻率旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)的軌跡為橢圓或圓周。右旋橢圓偏振光左旋圓偏振光返回第八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三9光的偏振——獲得線偏振光的方法起偏和檢偏的一般方法：①

偏振片的起偏和檢偏②

反射和折射的起偏和檢偏③

晶體的雙折射的起偏和檢偏起偏：讓自然光通過(guò)某裝置獲得線偏振光的過(guò)程叫起偏。檢偏：通過(guò)某裝置檢查某光是否為線偏振光的過(guò)程叫檢偏。該裝置叫起偏器。該裝置叫檢偏器。1.偏振片的起偏與檢偏：是在透明薄片上蒸鍍一種特殊晶粒，該晶體僅允許某一方向的光振動(dòng)通過(guò),而將與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)吸收（二相色性），偏振片：該方向叫偏振化方向?！?0.1.2起偏和檢偏第九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三10光的偏振——獲得線偏振光的方法起偏器檢偏器一般情況下

I=？第十頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三11光的偏振——獲得線偏振光的方法§20.1.3馬呂斯定律：①當(dāng)=0,1800

時(shí),I=I0，兩個(gè)光強(qiáng)最大位置②當(dāng)

=900,2700時(shí),I=0，兩個(gè)消光位置③

當(dāng)為其它值時(shí),

0<I<I0起偏器檢偏器偏方返回第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12光的偏振——獲得線偏振光的方法通過(guò)偏振片檢查入射的光為哪一種光

？光強(qiáng)由I0

0

I0光強(qiáng)發(fā)生強(qiáng)弱變化但不出現(xiàn)消光位置自然光線偏振光部分偏振光I0I0不變第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三13光的偏振——獲得線偏振光的方法思考第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三14光的偏振——獲得線偏振光的方法例1:自然光強(qiáng)度I0，連續(xù)通過(guò)4塊偏振片，相鄰兩塊偏振片偏振化方向夾角30°，忽略光的吸收，求：透射光強(qiáng)度。解：第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三15光的偏振——獲得線偏振光的方法光強(qiáng)為I0

的自然光相繼通過(guò)偏振片P1、P2、P3，光強(qiáng)變?yōu)镮0/8，已知P1P3，問(wèn)：P1、P2間夾角如何？解：P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2例2：第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三16光的偏振——獲得線偏振光的方法例3：一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過(guò)一偏振片，若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度的最大值是最小值的5

倍，求入射光中自然光與線偏振光的強(qiáng)度之比。解：設(shè)自然光強(qiáng)度I0，線偏振光強(qiáng)度I1第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三17光的偏振——獲得線偏振光的方法

§20.1.4反射光和折射光的偏振線偏振光布儒斯特定律部分偏振光垂直入射面振動(dòng)的成分多平行入射面振動(dòng)的成分多反射光折射光布儒斯特角返回第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三18光的偏振——獲得線偏振光的方法平行玻璃板上表面的反射光是線偏振光上表面的折射角等于下表面的入射角通常玻璃的反射率只有7.5%左右，反射光為線偏振光，但光強(qiáng)較弱；折射光光強(qiáng)較強(qiáng)，但為部分偏振光。怎樣獲得較強(qiáng)的反射線偏振光？下表面的反射光……也是線偏振光第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三19光的偏振——獲得線偏振光的方法欲使反射光強(qiáng)度增強(qiáng)，可以使用玻璃片堆當(dāng)玻璃片足夠多時(shí)，反射光的強(qiáng)度加強(qiáng)；透射光也逐漸變成線偏振光，偏振化方向與反射線偏振光的垂直。第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三20光的偏振——獲得線偏振光的方法例4：求：解：利用此方法可以測(cè)量不透明媒質(zhì)的折射率。自然光以的角由空氣入射一折射率為n的不透明媒質(zhì)中，若反射光為完全偏振光①折射光的性質(zhì)②折射角=？③該種媒質(zhì)的折射率n=？①折射光為部分偏振光②③第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三21光的偏振——獲得線偏振光的方法畫出下列圖中的反射光、折射光以及它們的偏振態(tài)例5：第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三22光的偏振——獲得線偏振光的方法小結(jié)：1、光的偏振態(tài)（1）自然光：（2）線偏振光：振動(dòng)面u第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三23光的偏振——獲得線偏振光的方法（3）部分偏振光：2、起偏和檢偏是在透明薄片上蒸鍍一種特殊晶粒，該晶體僅允許某一方向的光振動(dòng)通過(guò),而將與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)吸收（二相色性），偏振片：該方向叫偏振化方向。起偏：讓自然光通過(guò)某裝置獲得線偏振光的過(guò)程叫起偏。檢偏：通過(guò)某裝置檢查某光是否為線偏振光的過(guò)程叫檢偏。第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三24光的偏振——獲得線偏振光的方法3、馬呂斯定律第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三25光的偏振——獲得線偏振光的方法4、布儒斯特定律布儒斯特角線偏振光返回第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十章光的偏振§20.2雙折射光的偏振——雙折射返回26第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三動(dòng)光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動(dòng)光學(xué)§20.2.1

光的雙折射現(xiàn)象恒量玻璃折射定律方解石晶體光的偏振——雙折射§20.2雙折射27第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三尋常光

非常光方解石晶體兩束光折射光中另一條不遵循折射定律----稱為非常光線（e

光）一條總是遵循折射定律----稱為尋常光線（o光）(始終在入射面內(nèi))o

光、e

光都是線偏振光。（不一定在入射面內(nèi)）注意：o光、e光只在晶體內(nèi)部才有意義。光的偏振——雙折射28第二十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三各向同性媒質(zhì)：各向異性媒質(zhì)：例：石英、方解石、水晶、玉石……例：水、玻璃1、媒質(zhì)的分類：§20.2.2對(duì)晶體的雙折射的分析no

=常數(shù)ne

≠常數(shù)可見(jiàn)，在各向異性的媒質(zhì)內(nèi)，o

光沿各個(gè)方向傳播的速率都相同；e光沿不同方向傳播的速率不同這是產(chǎn)生雙折射的原因光的偏振——雙折射光在媒質(zhì)中沿各個(gè)方向傳播的速率相同。光在媒質(zhì)中沿各個(gè)方向傳播的速率不同；不同偏振態(tài)的光在媒質(zhì)中的傳播特性不同。29第二十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、關(guān)于晶體雙折射的一些基本概念光軸:注意：光軸標(biāo)志一個(gè)特定的方向，而不是指哪一條特定

的直線。雙軸晶體：云母、藍(lán)寶石…單軸晶體：石英、方解石…由晶體的光軸與表面法線決定的平面稱晶體的主截面。主截面：AB光軸法線晶體中光沿某固定方向傳播時(shí)，o、e光速率相同，無(wú)雙折射現(xiàn)象。稱該方向?yàn)榫w的光軸。方解石晶體光的偏振——雙折射30第三十頁(yè)，共三十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三主平面：由光軸與折射光線決定的平面稱該光線的主平面。o光振動(dòng)方向

垂直于o