-光的偏振马吕斯定律

1、 电磁波是横波，电磁波是横波，E E、B B、v v三者都是垂三者都是垂直的。直的。1. .机械横波特点：机械横波特点：播播传传方方向向振振动动面面6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 播播传传方方向向振振动动面面2. .光波的特点：光波的特点： 由于光源发光是由大量原子发光组成，由于光源发光是由大量原子发光组成，每个原子发光的振动方向都是随机的，每个原子发光的振动方向都是随机的，E E 和和 B B 在各方向的振动都存在。可引起人在各方向的振动都存在。可引起人的视觉的只有的视觉的只有 E E 矢量（光矢量）。矢量（光矢量）。E E每个光矢量可分解为两相

2、互垂直的振动。每个光矢量可分解为两相互垂直的振动。E E6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 3. .自然光自然光用相互垂直的光振动描写自然光。用相互垂直的光振动描写自然光。这两个方向的光振动的光强为自然光强这两个方向的光振动的光强为自然光强度的一半。度的一半。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 4. .偏振光偏振光-线偏振光线偏振光只有某一个方向的光振动。只有某一个方向的光振动。5. .部分偏振光部分偏振光某一个方向的光振动占优势。某一个方向的光振动占优势。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光

3、、偏振光自然光、偏振光 某些物质能强烈地吸收某个方向的光某些物质能强烈地吸收某个方向的光振动，当自然光照射上时，只允许某个特振动，当自然光照射上时，只允许某个特定方向的光振动通过，形成偏振光。定方向的光振动通过，形成偏振光。1. .偏振片偏振片 聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夹在两玻聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夹在两玻璃片间制成偏振片。璃片间制成偏振片。2. .偏振化方向偏振化方向允许特定光振动通过的方向。允许特定光振动通过的方向。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏与检偏偏振片、起偏与检偏 3. .起偏起偏将自然光转变成偏振光的过程。将自然光转变成偏振光的过程。1P6. 6.

4、光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏与检偏偏振片、起偏与检偏 4. .检偏检偏检测偏振光的过程。检测偏振光的过程。1P2P6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏与检偏偏振片、起偏与检偏 2P1P当当 P1 / P2 时，时，0透射光最强。透射光最强。0I1I2I当当 P1 P2 时，时，2透射光为透射光为0。0121II6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏与检偏偏振片、起偏与检偏 实验发现实验发现6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 2P1P0I1I2I 两偏振片两偏振片偏振化方向偏振化方向夹角为夹角为

5、。2P1P 将通过将通过 P1 的光的光矢量振幅矢量振幅 A1 ，分解分解为平行于为平行于P2 的分量的分量 A2 和垂直于和垂直于P2的分的分量量 A 。2AA1A6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 垂直分量垂直分量 A 不能通过不能通过P2 ，平行分量平行分量 A2 可通过可通过 P2 。2P1P1AA2Acos12AA由于光强与光振幅平方成正比，由于光强与光振幅平方成正比，2AI212212AAII21221cosAA2cos212cosII20cos21I马吕斯定律马吕斯定律，211AI222AI6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定

6、律马吕斯定律 212cosII20cos21I马吕斯定律马吕斯定律讨论：讨论：1. .当当 或0时，时，12II2. .当当232或时，时，02I6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 2P1P0I1I2I立体电影立体电影6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 例例1. .两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动片慢慢转动180 时透射光强度发生的变化时透射光强度发生的变化为为: : B （A）光强单调增加；）光强单调增加；（

7、B）光强先增加，后有减小至零；）光强先增加，后有减小至零；（C）光强先增加，后减小，再增加；）光强先增加，后减小，再增加；（D）光强先增加，然后减小，再增加再）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。减小至零。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 例例2. .有三个偏振片堆叠在一起，第一块与有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振片化方向相互垂直，第二块第三块的偏振片化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定的角速度二块偏振片以恒定的角速度 w 绕光传播的绕光传播的方向旋转，设入射自然光的光

8、强为方向旋转，设入射自然光的光强为 I0。试试证明：证明：此自然光通过这一系统后，出射光此自然光通过这一系统后，出射光的光强为的光强为16/)4cos1 (0tIIww自然光I01P2P3PI2sincos220I,时刻证明：由图所示，在t82sin20I2cos22IIP3P2P1w2w自然光I01P2P3PII1I2,2/01IIcos212II6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律马吕斯定律 16)4cos1 (0I16)4cos1 (0tIw82sin20IIw自然光I01P2P3PII1I2P3P2P1w26. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 马吕斯定律

9、马吕斯定律 当自然光入射到当自然光入射到媒质表面时，反射光媒质表面时，反射光和折射光都是部分偏和折射光都是部分偏振光。振光。i1n2n当当入射角满足入射角满足120tgnni时，反射光为时，反射光为偏振光，折射光为部分偏振光。偏振光，折射光为部分偏振光。7 7反射光与折射光的偏振反射光与折射光的偏振 / / 一、二、布儒斯特定律一、二、布儒斯特定律0000cossinsinsiniiri00cossinir02sini002ir200ri证毕证毕即反射线与折射线垂直。即反射线与折射线垂直。0i1n2n0i0r7 7反射光与折射光的偏振反射光与折射光的偏振 / / 一、二、布儒斯特定律一、二、布

10、儒斯特定律120tgnni玻璃玻璃n2=1.5 ，3 .560i布儒斯特角布儒斯特角水水n2=1.33 ，1 .530i 玻璃堆可产生玻璃堆可产生较强的反射偏振光。较强的反射偏振光。0r0i0i7 7反射光与折射光的偏振反射光与折射光的偏振 / / 三、玻璃堆三、玻璃堆120tgnni玻璃玻璃n2=1.5 ，3 .560i布儒斯特角布儒斯特角水水n2=1.33 ，1 .530i 玻璃堆可产生玻璃堆可产生较强的反射偏振光。较强的反射偏振光。0r0i0i13.13.反射光与折射光的偏振反射光与折射光的偏振 / / 三、玻璃堆三、玻璃堆例例. .一束自然光自空气射向一束自然光自空气射向一块平板玻璃一块平板玻璃(如图如图)，设，设入射角等于布儒斯特角入射角等于布儒斯特角i0，则在界面则在界面 2 的反射光的反射光 B （A）光强为零；）光强为零；（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；垂直于入射面；（C）是完全偏振光