大学物理光偏振课件ppt1.ppt

第10章光学三、光的偏振（第一讲）,主讲王建星,预习：10.7.5、11.1、11.2,作业：10-32、10-33、10-35,光的偏振主要内容：马吕斯定律布儒斯特定律,10.7光的偏振,1自然光,的振动，在哪个方向都不占优势,正交分解,两个方向的光矢量的平均值相等。,光强分配也相等：,各占一半。,简化图示：,2偏振光,(1)完全偏振光,(线偏振光),一自然光偏振光,2偏振光,(1)完全偏振光,(线偏振光),图示：,或,平行于版面振动,图示：,垂直于版面振动,名词解释：,振动面：(对线偏振光)：,线偏振光又称为平面偏振光。,光矢量,的方向与光的传播方向所构成的平面。,(2)部分偏振光,光矢量的平均值在某一方向最强，与之垂直的方向上最弱的偏振光。,图示：,版面的光振动的平均值/版面的光振动的平均值,/版面的光振动的平均值版面的光振动的平均值,名词介绍：,偏振度,若一束偏振光，光强最强方向的光强为Imax，与之垂直方向的光强为Imin，则：,偏振度：,(0p1),如：,(1)完全偏振光,Imin=0,p=1,(2)自然光,Imin=Imax,p=0,(3)部分偏振光,Imin0,0pI2),Imax=I1,Imin=I20,光强变化，,但无消光现象。,例1一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转动偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍。那么入射光中自然光与线偏振光的光强之比为何？,解：,设其中自然光强I0，,线偏振光强I,透射光强最大时：,Imax=I+I0/2,透射光强最小时：,Imin=I0/2,I0I=12,例2将三个偏振片迭放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成角和90角。(1)强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，求经过每一偏振片后的光强和偏振状态。(2)如果将第二个偏振片抽走，情况又如何？,解：,I0,(1)图示偏振状态,I1,I2,I3,I1=I0/2,I2=I1cos2,=(I0/2)cos2,I3=I2cos2(90),=(I0/8)sin22,=45时，,I3=I0/8,光强最大,(2),I1=I0/2,I3=0,参与题：,使一束线偏振光的光矢量方向旋转90，至少需几块偏振片？,如何操作？,书中例题自看,四、反射光和折射光的偏振,实验表明：,(1)在反射光中垂直入射面的光振动多于平行入射面的光振动；,在折射光中平行入射面的光振动多于垂直入射面的光振动；,(2)当入射角i不同时，反射和折射光中两种光振动之比亦不同！,？能否通过改变入射角i，获得完全偏振光?,反射和折射光中的偏振现象,(3)当i等于某一特定角度时，在反射光中只有垂直入射面的光振动,而平行于入射面的光振动变为0。,由布儒斯特从实验中得出,布儒斯特定律(1812),布儒斯特指出：,当入射角,(10-39),反射光成为完全偏振光，其振动方向与入射面垂直。,注意：,(1)b布儒斯特角；,(起偏振角),(2)此时折射光仍为部分偏振光；,(b)满足下式时,由折射定律,n1sinib=n2sinr,sinibn2=sinrn1,由布-特定律,sinibn2tanib=cosibn1,sinr=cosib,b+r=90,(10-40),(3)入射角为起偏振角b时，反射光与折射光互相垂直。,证明：,定律的应用：,产生线偏振光；,测介质的折射率tanb=n2/n1,（但一次反射的光很弱）,例有一平面玻璃板放在水中，板面与水面成角，设水和玻璃的折射率为n水=1.333和n玻=1.517。欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光，角应是多大？,r,b1,b2,空气,水,A,B,C,解：,tanb1=n水,b1=53.12,tanb2=n玻/n水,b2=48.69,b1+r=90,r=36.88,在ABC中，,+(90+r)+(90b2)=180,=b2r=11.81,玻璃片堆：,一次反射存在的问题：,通过反射与折射获得线偏振光,多次反射和折射。,(1)反射光强一般较弱；,(2)折射光仍为部分偏振光。,解决办法：,入射角为布儒斯特角时：,在玻璃片堆下表面反射的光是否也是线偏振光?,由布儒斯特定律：,即：r也为布儒斯