12偏振01.ppt

1 光的偏振状态 Polarizationoflight 2 光的偏振Polarization 研究光的振动方向的特性叫做光的偏振 电磁波是横波 1 光是电磁波在人眼视觉范围内的波段0 4 m 0 7 m 对应有紫 蓝 青 绿 黄 橙 红光 光的生理作用 感光现象 实际是电矢量在起作用即是电场强度矢量 光矢量的不同振动状态叫做光的偏振态 12 5光的偏振 光的偏振性说明了 光是横波 2 12 5 1自然光和偏振光 一 完全 偏振光 1 线偏振光 在垂直于其传播方向的平面内 光矢量 只在一个固定平面内沿单一方向振动的光叫线偏振光 或平面偏振光 表示法 光振动方向与传播方向构成的平面叫振动面 3 2 椭圆偏振光 线 圆和椭圆偏振光均称为完全偏振光 光矢量在沿着光的传播方向前进的同时 还绕传播方向匀速转动 光矢量的大小不变 光矢量大小不断改变 圆偏振光 椭圆偏振光 4 二 非偏振光 自然光 各原子是独立地 随机地发光的 光矢量振幅的大小 振动方向 初位相等等也是随机的 在垂直于其传播方向的平面内 光矢量在哪个方向都不占优势 它们对其传播方向形成轴对称分布 振幅相同 彼此没有固定相位关系 自然光的表示法 自然光可以分解为两个振动方向互相垂直的 等振幅的 不相干的线偏振光 5 三 部分偏振光 完全偏振光和自然光是两种极端情形 介于二者之间的一般情形称为部分偏振光 部分偏振光可以看成自然光和线偏振光的混合 6 12 5 2偏振片马吕斯定律 一 起偏 由自然光获得偏振光叫 起偏 相应的光学器件叫 起偏器 偏振片 Polaroid 一种由自然光获得线偏振光的平面片状器件 通常用P表示 在忽略偏振片的吸收的情况下 出射光强 I0 I0 2 起偏方向 或通光方向 虚线 只有沿此方向的光振动才能通过偏振片 7 I0 I0 2 起偏器 用偏振器件分析 检验光束的偏振状态称 检偏 偏振片既可 起偏 又可 检偏 透过P2的光强将随着P2的转动而变化 检偏器 P2旋转一周光强两次最强 两次消光 设入射光可能是自然光 线偏振光或部分偏振光 如何用偏振片来区分它们 以光线为轴转动P I不变 I变 有消光 I变 无消光 二 检偏 8 三 马吕斯定律 线偏振光通过偏振片P前后的光强关系 消光 改变 I随之改变 9 制成偏光眼镜 可观看立体电影 若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成45 角 且向同一方向倾斜的偏振片 可以避免汽车会车时大灯光的晃眼 偏振片的应用 作为照相机的滤光镜 可以滤掉不必要的反射光 作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置 10 练习 三个偏振片P1 P2与P3堆叠在一起 P1与P3的偏振化方向相互垂直 P2与P1的偏振化方向的夹角为 强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1 并依次通过偏振片P1 P2与P3 则通过三个偏振片后的光强为多少 通过偏振片P1后的光强 通过偏振片P2后的光强 通过偏振片P3后的光强 若 300 则 11 练习 一束光是自然光和线偏振光的混合光 让它垂直通过一偏振片 若以此入射光束为轴旋转偏振片 测得透射光强度最大值是最小值的5倍 那么入射光束中自然光与线偏振光的光强度比值为 透射光强最大值 透射光强最小值 12 12 5 3反射和折射时光的偏振 实验表明 自然光在媒质表面反射 折射时 也出现光的偏振现象 反射光中垂直入射面的分量比例大 自然光反射和折射后产生部分偏振光 入射角i变 反射 折射光的偏振化程度也变 发现当i等于某一特定值i0时 反射光中是垂直入射面的线偏振光 折射光中平行入射面的分量比例大 13 i0 起偏角 也叫布儒斯特角 由折射定律 有 布儒斯特定律 例 若n1 1 00 空气 n2 1 50 玻璃 i0 r0 90O 互余 14 要提高反射线偏振光的强度 可利用玻璃片堆的多次反射 透射光接近完全线偏振光强度几乎50 反射光是完全线偏振光强度几乎50 自然光从空气 玻璃 太弱 玻璃片堆 15 1 测量不透明介质的折射率 利用布儒斯特定律 2 在拍摄玻璃窗内的物体时 加偏振片可去掉反射光的干扰 反射偏振的应用 16 有反射光干扰的橱窗 在照相机镜头前加偏振片消除了反射光的干扰 17 练习 有一平面玻璃板放在水中