普通物理学教学课件PPT光的偏振状态.ppt

12 12 光的偏振状态 12 1光的偏振 一 自然光和偏振光 12 1光的偏振 e v 0 h 光矢量振动面 12 1光的偏振 一 自然光和偏振光 e v 0 h 偏振面 12 1光的偏振 光矢量振动面 一 自然光和偏振光 e v 0 h 光矢量振动面 偏振面 若光矢量保持在一定平面内振动 称此平面为光矢量的振动面 12 1光的偏振 一 自然光和偏振光 e v 0 h 光矢量振动面 偏振面 若光矢量保持在一定平面内振动 称此平面为光矢量的振动面 这种振动状态称为平面偏振态 12 1光的偏振 一 自然光和偏振光 e v 0 h 光矢量振动面 偏振面 若光矢量保持在一定平面内振动 称此平面为光矢量的振动面 这种振动状态称为平面偏振态 如果所有光矢量都在一个平面内振动称这种光线为线偏振光或平面偏振光 12 1光的偏振 一 自然光和偏振光 线偏振光的表示法 光矢量在屏平面内 线偏振光的表示法 光矢量在屏平面内 光矢量与屏平面垂直 线偏振光的表示法 光矢量在屏平面内 光矢量与屏平面垂直 光矢量与屏平面斜交 自然光 原子发光是随机的 在普通光源中不同原子发出的光波列 它们的频率 初相位 振动面 传播方向及波列长度都可能不同 自然光 所以 各种振动面的光出现的机会相等 沿同一振动面的原子光波列的强度与振动面方向无关 称这种光为自然光 原子发光是随机的 在普通光源中不同原子发出的光波列 它们的频率 初相位 振动面 传播方向及波列长度都可能不同 自然光 所以 各种振动面的光出现的机会相等 沿同一振动面的原子光波列的强度与振动面方向无关 称这种光为自然光 原子发光是随机的 在普通光源中不同原子发出的光波列 它们的频率 初相位 振动面 传播方向及波列长度都可能不同 自然光可以分解为两束相互独立的 等振幅的 振动方向相互垂直的线偏振光 这两线偏振光的光强等于自然光光强的一半 自然光的表示法 自然光的表示法 部分偏振光 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量部分地削弱 所得的光线称为部分偏振光 自然光的表示法 部分偏振光 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量部分地削弱 所得的光线称为部分偏振光 部分偏振光表示法 圆偏振光和椭圆偏振光 垂直于光传播方向的任一截面內 光振动矢量为一 旋转矢量 端点运动轨迹是一个圆 椭圆偏振光由两束通向传播 振动方向相互垂直 振幅不等 具有恒定为项关系的线偏振光合成 根据 旋转方向 可左旋和右旋 端点运动轨迹是一个椭圆 12 12起偏与检偏马吕斯定律 1 起偏与检偏 12 12起偏与检偏马吕斯定律 偏振片 有些薄膜材料能吸收某一方向的光振动 而只让与这个方向垂直的光振动通过 这个方向称为偏振化方向 称这些薄膜为偏振片 偏振化方向 自 然 光 线 偏 振 光 偏振片 1 起偏与检偏 12 12起偏与检偏马吕斯定律 偏振片 有些薄膜材料能吸收某一方向的光振动 而只让与这个方向垂直的光振动通过 这个方向称为偏振化方向 称这些薄膜为偏振片 偏振化方向 自然光通过偏振片后变为线偏振光 称为起偏 自 然 光 线 偏 振 光 偏振片 1 起偏与检偏 12 12起偏与检偏马吕斯定律 偏振片 有些薄膜材料能吸收某一方向的光振动 而只让与这个方向垂直的光振动通过 这个方向称为偏振化方向 称这些薄膜为偏振片 偏振化方向 自然光通过偏振片后变为线偏振光 称为起偏 自 然 光 线 偏 振 光 偏振片 偏振片又可用来检验光线的偏振化程度 称为检偏 1 起偏与检偏 12 12起偏与检偏马吕斯定律 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零 检偏器 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 自然光 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 2 马吕斯定律 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 2 马吕斯定律 a 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角 2 马吕斯定律 a a 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 cos a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角 a a 0 2 马吕斯定律 a a a 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 cos a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角 a a 0 i 0 i a a 0 2 2 2 马吕斯定律 a a a 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 cos a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角 a a 0 i 0 i a a 0 2 2 cos a 0 2 a 0 2 2 2 马吕斯定律 a a a a 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 a a 0 cos a a 0 i 0 i 检偏器偏振化方向 检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角 a a 0 i 0 i a a 0 2 2 cos a 0 2 a 0 2 i 0 i cos 2 2 马吕斯定律 2 马吕斯定律 a a a a a i 0 i cos 2 马吕斯定律 讨论 a i 0 i cos 2 0 2 i 马吕斯定律 讨论 1 当 a a i 0 i cos 2 0 i 0 2 i i 0 马吕斯定律 讨论 1 当 当 a a a i 0 i cos 2 讨论 1 当 0 i 0 2 i i 0 当 2 此定律只适用于没有光吸收的理想偏振片 马吕斯定律 a a a 例 一束光强为i0的自然光 相继通过三个偏振片p1 p2和p3后出射光的光强为i i0 8 已知p1和p3的偏振化方向相互垂直 若以入射光线为轴 旋转p2要使出射光的光强为零 p2最少要转过的角度是多少 p3 p2 p1 例 一束光强为i0的自然光 相继通过三个偏振片p1 p2和p3后出射光的光强为i i0 8 已知p1和p3的偏振化方向相互垂直 若以入射光线为轴 旋转p2要使出射光的光强为零 p2最少要转过的角度是多少 解 为p1和p2的偏振化方向的夹角 p3 p2 p1 例 一束光强为i0的自然光 相继通过三个偏振片p1 p2和p3后出射光的光强为i i0 8 已知p1和p3的偏振化方向相互垂直 若以入射光线为轴 旋转p2要使出射光的光强为零 p2最少要转过的角度是多少 解 为p1和p2的偏振化方向的夹角自然光i0透过p1i1 i0 2 p3 p2 p1 例 一束光强为i0的自然光 相继通过三个偏振片p1 p2和p3后出射光的光强为i i0 8 已知p1和p3的偏振化方向相互垂直 若以入射光线为轴 旋转p2要使出射光的光强为零 p2最少要转过的角度是多少 解 为p1和p2的偏振化方向的夹角自然光i0透过p1i1 i0 2线偏振光i1透过p2i2 i1cos2 p3 p2 p1 例 一束光强为i0的自然光 相继通过三个偏振片p1 p2和p3后出射光的光强为i i0 8 已知p1和p3的偏振化方向相互垂直 若以入射光线为轴 旋转p2要使出射光的光强为零 p2最少要转过的角度是多少 解 为p1和p2的偏振化方向的夹角自然光i0透过p1i1 i0 2线偏振光i1透过p2i2 i1cos2 i0cos2 2 p3 p2 p1 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0cos2 sin2 2 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0cos2 sin2 2 i0sin22 8 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0cos2 sin2 2 i0sin22 8 已知i i0 8 所以sin22 1 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0cos2 sin2 2 i0sin22 8已知i i0 8 所以sin22 1 即 4 3 4 5 4 7 4 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0cos2 sin2 2 i0sin22 8 已知i i0 8 所以sin22 1 即 4 3 4 5 4 7 4若i 0 则必需sin22 0 线偏振光i2最后透过p3的光强i为 i i2cos2 2 i0