青島大學(xué) 光學(xué)課件 1011偏振

透振方向相互平行透振方向成45度透振方向相互垂直55/56學(xué)時(shí)作業(yè):

:P329-思考題:3;4〔課〕;P333-習(xí)題:6-1;2;3;第六章光的偏振§1光的橫波性與五種偏振態(tài)Ev0H光矢量振動(dòng)面1.1橫波與偏振現(xiàn)象：縱波—振動(dòng)方向//傳播方向，唯一的橫波—振動(dòng)方向傳播方向，不唯一-例：繩波二者區(qū)別:偏振現(xiàn)象K1K2K1K2結(jié)論:〔1〕只有橫波才具有偏振性〔2〕光是橫波也具有偏振性2〕當(dāng)K1K2波不通過(guò)1〕當(dāng)K1//K2波通過(guò)3〕當(dāng)彈簧縱波K1K2、K1//K2波皆通過(guò)2.線偏振光

幾何表示

定義:......設(shè)：-入射線偏光A1與P2透振方向的夾角光振動(dòng)矢量只限于一個(gè)確定方向的光。產(chǎn)生---例:自然光經(jīng)偏振片后的光,液晶顯示的光

線偏振光通過(guò)偏振片的光強(qiáng)變化-----馬呂斯定律出射振幅：出射光強(qiáng)：馬呂斯定律

I0I2I1線偏振光自然光線偏振光起偏器—將非偏光變成線偏光的器件.檢偏器—檢驗(yàn)光的偏振態(tài)的器件.例:偏振片\玻璃\晶體

線偏光自然光討論：最亮〔全消光〕最暗較亮當(dāng)P2旋轉(zhuǎn)時(shí)，I2從最亮到全暗交替變化。.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化兩偏振片的偏振化方向相互垂直光強(qiáng)為零

3.局部偏振光〔介于線偏和自然光之間的一種光〕

幾何表示:

定義:

通過(guò)偏振片的光強(qiáng)大量的不同振動(dòng)取向,彼此獨(dú)立的光振動(dòng)的集合,且光矢量關(guān)于傳播軸呈非軸對(duì)稱分布,有一優(yōu)越方向。產(chǎn)生：例-吸收不好的偏振片透射光,折射光,反射光.入射光強(qiáng)：I0=IM+Im透射光強(qiáng)：部分偏光線偏振光P轉(zhuǎn)動(dòng)，透射光強(qiáng)I從最亮到較暗。

偏振度例1使自然光通過(guò)兩個(gè)偏振化方向成600角的偏振片，透射光強(qiáng)為I10。今在這兩個(gè)偏振片之間再插入另一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成300角，那么透射光強(qiáng)為多少?I1I2I3P1P2p3I0P1p3I0I1I10

例2:自然光和線偏振光的混合光束，通過(guò)一偏振片時(shí)，隨著偏振片以光的傳播方向?yàn)檩S的轉(zhuǎn)動(dòng)，透射光的強(qiáng)度也跟著改變，如最強(qiáng)和最弱的光強(qiáng)之比為6：1，那么入射光中自然光和線偏振光的強(qiáng)度之比為多大?解：12Imax+=I1I2Imin12=I112Imax+=IminI1I212=6I1=2+I1I26I1=5I12I2=5I12I2返回結(jié)束設(shè)：自然光I1;線偏光I2例3如果起偏振器和檢偏振器的偏振化方向之間的夾角為300(1)假定偏振片是理想的，那么非偏振光通過(guò)起偏振器和檢偏振器后，其出射光強(qiáng)與原來(lái)光強(qiáng)之比是多少?(2)如果起偏振器和檢偏振器分別吸收了10%的可通過(guò)光線，那么出射光強(qiáng)與原來(lái)光強(qiáng)之比是多少?解：(1)設(shè)自然光光強(qiáng)為I0，通過(guò)第一偏振片后的光強(qiáng)為′cos2aI=I21=cos2300I0=I′21I0×=21322=0.375II021=cos2300=0.304=cos2300I′I(110)121=cos2300I2I0(110)1=′21I0I(110)1=21cos2300I02(110)1(2)考慮偏振片的吸收通過(guò)起偏器后的光強(qiáng)為：57/58學(xué)時(shí)P329思：6-5;10;11;12;13;16P334

習(xí)：6-4;5;6

線偏振光3.局部偏振光2.線偏振光--馬呂斯定律1.自然光：.....I0上節(jié)課4.偏振度4.圓偏振光〔P=1〕

定義

幾何表示—只有一個(gè),其大小不變,方向隨時(shí)間轉(zhuǎn),其端點(diǎn)軌跡為一個(gè)圓.（分左旋光、右旋光）zAxAy時(shí)間平均效果Ax=Ay且相關(guān)圓光的產(chǎn)生xyA--同頻、同幅、二垂直線偏光合成檢偏：--圓光通過(guò)偏振片的光強(qiáng)變化規(guī)律左旋右旋檢偏：--圓光通過(guò)偏振片的光強(qiáng)變化規(guī)律I0ItPxyAyAxAx//Ay//入射光：出射光：干涉：5.橢圓偏振光

定義-t時(shí)刻一個(gè)，大小方向隨t變,其端點(diǎn)軌跡為橢圓。

幾何表示:橢圓光的產(chǎn)生zAxAy時(shí)間平均效果Ax\Ay相關(guān)--同頻,不同幅,=/2的二垂直線偏光合成.xyA檢偏：--橢圓光通過(guò)偏振片的光強(qiáng)變化規(guī)律I0IPPxyAyAxAy//Ax//檢偏：--橢圓光通過(guò)偏振片的光強(qiáng)變化規(guī)律入射光：出射光：干涉：橢圓圓振動(dòng)右旋左旋斜橢圓兩頻率相同垂直振動(dòng)的合成：§2光在反射\折射時(shí)的偏振性2.1菲涅耳反射\折射公式：n1n2i1.i1s.i1si2.i2根據(jù)電磁場(chǎng)邊值關(guān)系：D法向連續(xù)E切向連續(xù)H切向連續(xù)B法向連續(xù)將EP、ES分別在投影由推導(dǎo):E1P、E1S、i1、n1、n2討論：反射透射〔1〕Ep、Es反射折射比例不同，影響了反射光折射光的偏振態(tài)?！?〕E’1p、E2p不同，導(dǎo)致反射折射的光強(qiáng)變化。2.2三種反射率、透射率1.振幅反射率r，透射率t定義：反射率透射率注：rs\rp可正可負(fù)可有位相變化注：ts,tp永遠(yuǎn)

0無(wú)位相變化n1n2i1i1i2...i1i1i2ss討論:〔1〕正入射，不改變偏振態(tài)〔2〕反射“-〞號(hào)表示反射線振動(dòng)與原約定反向.SP.PSSP

約定實(shí)際位相突變

〔3〕斜入射i10P281圖6-13-ai1小,反射光弱例：光從空氣垂直射向玻璃。rrsrP090o60o1-1iBi1rsrP090o30o1-1iBi1ri全反2、光強(qiáng)反射率R，透射率T定義:〔3〕〔2〕斜入射，i1;RS單調(diào)增;RP討論:上例：湖面的倒影？RRsRP90o60o10iBi1RsRPiBi1i全反R90o30o10Ri1小，反射光弱思考題---湖面的倒影？3.能流反射率

，透射率

i1反射率透射率s1s0s2i22.3反射\折射光的偏振結(jié)構(gòu).布儒斯特定律1.一般角入射當(dāng)自然光以任意角i入射時(shí),折\反射均為局部偏振光。i1...........n1n2i1i1i2...i1i1i2ss推論2-當(dāng)圓偏光以任意角i入射時(shí),折\反射均為橢圓偏振光。推論3-當(dāng)線偏光以任意角i入射時(shí),折\反射均為線偏振光。偏振方位變化。推論1-說(shuō)明:(1)P分量全折射—反射光只有S分量--線偏光。S分量不全反射—折射是局部偏振光.偏振度:iBiB...........〔2〕布儒斯特定律可測(cè)n2iB.....................n1n2900i22.布儒斯特角iB入射—反射光是S分量的線偏光布儒斯特定律當(dāng)i1=iB時(shí)那么：rp=0-P分量反射為0。59、60學(xué)時(shí)半波損失期中考試總結(jié)課程論文反射透射2.布儒斯特角iB入射—反射光為只有S分量的線偏振布儒斯特定律iB...........1菲涅耳反射\折射公式：上節(jié)課（3）玻璃片作用檢偏起偏檢偏舉例：n玻=1.5iB=560......ImaxiBiB....Imin=0iBiB〔4〕玻璃堆折射光起偏?????1.51.51.51.01.01.01.0????????理論實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：反射所獲得的線偏光僅占入射自然光總能量的7.4%，而約占85%的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。為了增加折射光的偏振化程度，可采用玻璃片堆的方法。一束自然光以起偏角56.30入射到20層平板玻璃上，如圖：〔4〕玻璃堆折射光起偏?????1.51.51.51.01.01.01.0????????作業(yè):求證2.4反射光半波損失—位相突變n1<n2n1>n2〔P283-6.35式-自證〕由菲涅爾公式--P281圖可知：1.反射光的位相變化rrsrP090o60o1-1iBi1rsrP090o30o1-1iBi1ri全反振幅反射率得證！證明：2反射光半波損失—位相突變條件：正入射，.P.

.P結(jié)論:當(dāng)光從光疏進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，反射光有半波損失,反之那么無(wú)。透射光永遠(yuǎn)無(wú)半波損失。n玻

.PSP’S’P掠入射9080706050403020100應(yīng)物117105411應(yīng)物2238634物理學(xué)2627342光信1122674123光信2253551432光信314581531總數(shù)9273037231910662021級(jí)光學(xué)期中考試成績(jī)分布80分以上的點(diǎn)名表?yè)P(yáng)；70分以上的全體表?yè)P(yáng)；4