第12章-光的偏振

1、注：注：12.4 有星号，但要求掌握有星号，但要求掌握一、偏振是横波的特性波的传播方向；横波：振动方向垂直于垂直。的振动方向与传播方向、例如：电磁波是横波，HE播方向的不对称性。偏振：振动方向对于传对偏振的理解行；振动只在某一方向上进平面对振动并不平权，垂直于传播方向的任意) 1 (种不对称性。只对横波而言才具有这)2(分量。光波（电磁波）的为主，眼睛感光也是量）的讨论中，一般以注：在电磁波接收（能EE vHEXYZo自然光与偏振光二、光的偏振 却观察不到偏振现象。光波是横波，但自然光. 1有与光的机制的无序性，从而具因为一般光源由于发光振动）。向的光的振动（主要是传播方向垂直的所有方E振波列

2、但自然光为许多平面偏即：光波虽然是横波，。环绕传播方向的对称性的叠加，从而出现振向。振动只在某一个平面内平面偏振光:. 2光又称线偏振光或全偏振线偏振光的获得. 3，相垂直的分振动的结论两个无固定相位差的互根据自然光可以分解为垂直的平面偏振光。定相位差、振动面互相自然光等效于两个无固通过，阻止另一方向的振动让某一方向的振动通过设想利用某一装置，仅即可获得偏振光。偏振光的表示方法. 4ccc自然光cc线偏振光cc部分偏振光片起偏器、检偏器和偏振偏振光的装置；起偏器：把自然光变成量损失）只有部分通过，会有能(否是偏振光；检偏器：检验某光束是定方向振动的光通过。偏振片：只允许在某特为检偏器能作为起偏

3、器的也能作垂直纸面。化方向，光的传播方向起偏器与检偏器的偏振分别表示与2211 PPPP马吕斯定律度变化规律）线偏振光经检偏器后强(而有可作如图所示分解，从后，振动，偏振光到光强，则后振幅为设自然光通过220001 PAIAP2202200coscosAAII。为通过检偏器后的光强其中I20cosII 即：强度与起偏器和检偏器，等于入射的偏振光的即：通过检偏器的光强弦平方的乘积。的偏振化方向的夹角余自然光 线偏振光通过振动片后1、光强改变2、振动方向旋转角度 夜行车，车灯前加偏振片灯罩，司机台前玻璃也由偏振片做成，规定它们的偏振化方向都是左下右上倾斜45度。 司机可看到自己车灯发出的光，看不到

4、迎面驶来汽车车灯的光P1。为偏振片后的透射光强度角）相等，则通过三个向的夹角（取锐与前后两片的偏振化方偏振片，其偏振化方向一片，若在两片之间再插入是向间的夹角（取锐角）化方，则此两偏振片的偏振光强为若通过两个偏振片后的，的自然光垂直入射其上在一起，强度为例：两个偏振片叠加放_ _ 8/ 00II，变成偏振光。后，）自然光通过一偏振片解：（2101II 马吕斯定律有再通过另偏振片后，由20012cos4128IIII60)2(329)30(cos)30(cos210220III角。称全偏振角或布儒斯特此时的入射角0i布儒斯特定律振一、反射和折射时的偏 光振动，反射光垂直入射面的自然光被反射和折射

5、时面内的光振动较强。较强；折射光中，入射）如图a(均为部分偏振光；一般，折射光和反射光) i全偏振光，垂直时，反射光变成完当反射光与折射光相互)ii偏振光。不过，折射光仍为部分定性描述21nnn2n10i0rn2n1ir定量分析由折射定律有120sinsinnnri从而有，又 2 0ri120000tancossinsinsinnniiiri相对折射率:12nn120tan nni 布儒斯特定律射获得偏振光二、利用反射和多次折非常光:e寻常光和非常光一、双折射 体内的折射光体界面上产生折射，晶现象：自然光投射在晶为双折射。分成两束，这种现象称、振动方向有关。播速度与光的传播方向原因：光在晶体中

6、的传异性这称为晶体的光学各向方向互相垂直。，且为全偏振光，偏振特点：折射光为两束光寻常光:o关于寻常光和非常光 . 1constnrio00sinsin)(的一束折射光；：遵循通常的折射定律寻常光。而变，不一定在入射面不为常量，随：不遵循折射定律，非常光irieesinsin)(光随之旋转。，当晶体绕入射光旋转时光不沿原方向，光但光射时，光的特殊现象：垂直入eereroee. 0, 00说明两束偏振光内部而言的，出射后的光的区别仅是针对晶体光、eo ) 1 (律传播。它介质中，仍按通常规并无本质区别，即在其光均为全偏振光。光和振光，运用双折射也可得到偏oe)2(01vo度相同；均为光沿晶体各方

7、向传播速）（晶体的光轴. 2同。光在晶体中传播速度不光和产生双折射的原因是eo都可画出一条光轴。体内的任意点是单指某一条线。过晶光轴是一个方向，而不 传播速度不同。光在晶体不同的方向上）（e2，即不发生到一个或两个方向使对任意晶体，总可以找oevv 特殊方向定义为晶体的双折射现象的方向，此光轴，如方解石；折射的晶体称单轴晶体只有一个方向不发生双. a注意如云母等。射的晶体称双轴晶体，有两个方向不发生双折. b在垂直于光轴方向，o,e两光传播速度差别最大设该方向e光速度为ve,e光在该方向的折射率为eevcn O光的折射率都为oovcn ，我们称no、ne为主折射率。S光轴v0负单轴晶体S光轴v

8、ove正单轴晶体负单轴晶体 none (如方解石） vove正单轴晶体 nove即e光的传播速度介于vo与ve之间；e光的折射率介于no和ne之间.ve主平面. 3射光线的平面主平面：包含光轴和折光振向在主平面内；，即与光轴垂直直光振动方向与主平面垂eoi)()主截面的夹角而定。射时，则视偏振方向与光振幅相等；偏振光入、自然光入射，oeiii)入射面内。，两主平面重合，即在但当光轴在入射面内时光的主平面并不重合。光、即光不一定在入射面内，一般情况下，eoeii)尼科耳棱镜. 1主平面与主截面重合。内传播，射光在，入面成装置：光轴与 48ACDFAC光。成过程：自然光入射，分eo,树胶）（方解石中嵌入加拿大树方解石oonn 树方解石eenn光振动面平行于光则穿过树胶。；光在树胶面发生全反射eeo主截面，为线偏振光。）起偏器应用：（1）检偏器（2时最弱。时透射光最强，夹角为角为两尼科耳棱镜主截面夹20相互垂直的线偏振光。渥拉斯顿棱镜. 2。镜组成，