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1、第十八章 光的偏振181 自然光和偏振光一 自然光1 定义:光矢量在与光线垂直的平面内,各个方向机会均等,振幅相等。 原子自发辐射:(独立性、间歇性)是随机的,哪个方向都有,哪个方向都不占优势。2 图示二 偏振光1 定义:光矢量只沿某一方向振动(线偏振光,平面偏振光)2 偏振面:偏振光的振动方向与传播方向组成的面。3 部分偏振光:某卫方向的光振动比与之垂直的方向上的光振动占优势。三 偏振片的起偏和检偏1 偏振片:能吸收某一方向的光振动,而让与之垂直方向的光振动通过的薄片。2 偏振化方向:偏振片允许通过的光振动的方向(透光轴)。3 偏振器:能把自然光变成偏振光的装置。 起偏器:产生偏振光;如:偏

2、振片。 检偏器:检验偏振光。182 布儒斯特定律一 现象:自然光在两种各向同性的媒质的分界面上和折射时,反射光和折射光都成为部分偏振光;在特殊情况下,反射光有可能成为完全偏振光。二 布儒斯特定律 :布儒斯特角对玻璃:对水:三 推论: 四 偏振光的获得 1 偏振片:利用某些物质的“二向色性”制成的;2 自然光以入射于玻璃表面获得偏振光;玻璃片堆:多次反射,吸收较多,不很实用。3 利用某些晶体的双折射现象。例1用互相平行的一束偏振光构成的混合光,垂直照射在一偏振片上,以光的传播方向为轴旋转偏振片时,发现透射光强的最大值为最小值的5倍,求入射光中自然光强与线偏振光强之比。例2设自然光以入射角投射到平

3、面玻璃片上后,反射光为平面偏振光,则偏振光的振动面和平面玻璃的夹角为 度,折射光与玻璃面间的夹角为 度。例3练习二十一(1),书P169,182183 马吕斯定律一 自然光通过偏振片:二 偏振光通过偏振片:马吕斯定律: 讨论:时,;时,; 其它情况:例1在偏振化方向相互垂直的两偏振片、之间,插入第三块偏振片,若透过的偏振光的强度为入射于上自然光强度的,求: 偏振片与的偏振化方向之间的夹角 若透过的光强为0,则C的方位? C能否找到合适方位,使?例2(P160,例题182)用两偏振片装置成起偏器与检偏器,当它们的偏振化方向成时,观察一束单色自然光;当它们的偏振化方向成时,观察另一束单色自然光。设

4、两次所得透射光的强度相等,求两单色自然光束强度之比。偏振光的获得:1 偏振片:利用某些物质的“二向色性”制成的;2 自然光以布儒斯特角入射于玻璃表面获得偏振光; 玻璃片堆、多层介质膜3 利用某些晶体的双折射现象。184 光的双折射现象一 双折射现象 光线射向各向异性的介质(如方解石,石因等)时,在媒质内出现两条折射光线的现象。二 寻常光和非寻常光1. 寻常光(o光):尊从折射定律;2. 非寻常光(e光):不尊从折射定律;3. 原因:o光各向传播速度相同,e光向各方向速度不同,各方向的n不同。三 光轴、主截面和主平面1 光轴:双折射晶体内o光和e光的传播速度相同的方向。即沿此向,;2 主截面:通

5、过光轴且与任一晶面正交的面;3 主平面:晶体中某光线与光轴组成的平面。 o光和光轴组成o光的主平面; e光和光轴组成e光的主平面;4 一般研究:入射光在主截面内,o光、e光的主平面都在主截面内的情况。5 实验证明,o光、e光都是偏振光:e光平行于主截面,o光垂直于主截面。四 双折射现象的产生原因1 原因(单轴晶体)对o光:点波源S的波阵面为球面,各向同;对e光沿光轴方向:,;垂直光轴方向:2 主折射率(P163,表181)e光垂直光轴方向的折射率。五 尼科尔棱镜:利用双折射现象制成的一种偏振器,可用作起偏和检偏。六 人为双折射现象 用人工方法,使某些非晶体物质呈现双折射现象。例:用方解石割成一个正三角形棱镜,光轴与棱镜的棱边平行,如图,今有一束自然光射向棱镜,为使棱镜内的e光折射线平行于棱镜的底边,该入射光线的入射角应为多少?试画出o光

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