第9章3偏振(1)

1、2022-6-112022-6-12波动光学波动光学光的偏振光的偏振2022-6-13软绳软弹簧波的传播方向质点振动方向波的传播方向质点振动方向横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行2022-6-14横波-振动方向垂直于传播方向；如水波。有偏振性；有偏振性；纵波-振动方向平行于传播方向；如声波。无偏振性；无偏振性；横波纵波2022-6-15光是横波的有力证据！光是横波的有力证据！2022-6-16普通光源发光：太阳、电灯、蜡烛太阳、电灯、蜡烛在人们观察的时间内有无穷次的发光按统计的观点人们观察到的将是：在垂直传播方向的平面内各个方向的光振动全有各个振动方向

2、的强度相等是各个振动的无规混杂 自然光自然光2022-6-17一、一、自然光与偏振光自然光与偏振光： 1. 基本概念：基本概念： 光矢量光矢量E，光振动，振动面，光振动，振动面(振动方向与传播方向构成的平面振动方向与传播方向构成的平面) 光波是横波光波是横波2022-6-182.自然光自然光 (普通光源普通光源) 自然光：自然光：光矢量在垂直于光传播方向的光矢量在垂直于光传播方向的平面内各个振动方向同时存在，振幅均等，平面内各个振动方向同时存在，振幅均等，但它们之间但它们之间无固定的位相差无固定的位相差。021IIIyxyx2022-6-19 光的偏振状态光的偏振状态偏振光偏振光自然光自然光=

3、 部分偏振光部分偏振光1、线偏振光、线偏振光2、圆偏振光、圆偏振光3、椭圆偏振光、椭圆偏振光偏振光偏振光+自然光自然光1、部分线偏振光、部分线偏振光2、部分圆偏振光、部分圆偏振光3、部分椭圆偏振光、部分椭圆偏振光2022-6-1101、线偏振光、线偏振光振动面振动面uE 右旋椭圆偏振光右旋椭圆偏振光2、椭圆偏振光和圆偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光（平面偏振光）（平面偏振光）2022-6-111 3、自然光、自然光 特点特点（1）在垂直光线的平面内，光）在垂直光线的平面内，光矢量沿各方向振动的概率均等矢量沿各方向振动的概率均等.XYZu4、部分偏振光、部分偏振光 光的偏振现象并不罕光的偏振现象并不

4、罕见除了从光源（如见除了从光源（如太阳、电灯等）直接太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们发出的光以外，我们通常看到的绝大部分通常看到的绝大部分光 都 是 部 分 偏 振 光光 都 是 部 分 偏 振 光（界面反射光）（界面反射光）2022-6-112一、偏振片的起偏与检偏一、偏振片的起偏与检偏偏振光的产生方法偏振光的产生方法1. 物质的二向色性：物质的二向色性： 有些物质能吸收某一方向的光振动，只让与这个方向垂有些物质能吸收某一方向的光振动，只让与这个方向垂直的光振动通过。直的光振动通过。 起偏器起偏器:产生偏振光产生偏振光; 检偏器检偏器:检查偏振光检查偏振光;二向色性；二向色性；双折射；双

5、折射；反射；反射；偏振片偏振片：把具有二向色性的材料涂在透明薄片上；：把具有二向色性的材料涂在透明薄片上；偏振化方向偏振化方向：偏振片允许通过的光振动方向；：偏振片允许通过的光振动方向；表示方法表示方法：凡能用作起偏器的元件，也必然能用作检偏器。反之亦然。凡能用作起偏器的元件，也必然能用作检偏器。反之亦然。2022-6-113偏偏振振化化方方向向自自然然光光振振线线偏偏光光偏振片偏振片第一种从普通光源中获取偏振光的方法第一种从普通光源中获取偏振光的方法利用偏振片（二向色性）可以获取偏振光利用偏振片（二向色性）可以获取偏振光I0I0/22022-6-1140I021II 021I0 I起偏起偏器

6、器1P检偏器检偏器2P21/PP21PP 021I0I一般情况下一般情况下 I =？自然光自然光2022-6-115光的偏振实验光的偏振实验2022-6-116如何检验偏振光？如何检验偏振光？用一个偏振片进行检验：用一个偏振片进行检验：自然光自然光入射到偏振片上，旋转偏振片，入射到偏振片上，旋转偏振片，透过光强没有透过光强没有明暗变化；明暗变化；偏振光偏振光入射到偏振片上，旋转偏振片，入射到偏振片上，旋转偏振片，透过光强在最透过光强在最亮和最暗之间变化；亮和最暗之间变化；部分偏振光部分偏振光入射到偏振片上，旋转偏振片，入射到偏振片上，旋转偏振片，透过光强透过光强有强弱变化，但没有完全变暗（消光

7、）的位置；有强弱变化，但没有完全变暗（消光）的位置；2022-6-117 二、马吕斯定律二、马吕斯定律I0 I=I0 cos2 A=A0cos 0AAPIA=A0cos I A2n 马吕斯定律：马吕斯定律：透过透过偏振片的光强偏振片的光强I与入射光强与入射光强I0的关系为：的关系为： P4142022-6-1181P0I21PP 2P3P你能说明为什么吗你能说明为什么吗？9018027036002022-6-119光强为光强为 I0 的自然光相继通过偏振片的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光后光强为强为I0 /8 /8，已知，已知P1 P3，问：，问：P1、P2间夹角为何？间夹角为何？解

8、解 分析分析P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2201II 212cosII 22223sincos2III 8sincos20220II o45 例题例题2022-6-120偏振片的应用偏振片的应用:偏振片的应用很多，例如：偏振片的应用很多，例如：l作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的反射光。反射光。l照相机镜头前装一片偏振滤光片可拍摄立体照相机镜头前装一片偏振滤光片可拍摄立体电影电影. 用偏光眼镜，可观看立体电影。用偏光眼镜，可观看立体电影。l若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与 l作为许多光学仪器中的起

9、偏和检偏装置。作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置。可以避免汽车会车时灯光的晃眼可以避免汽车会车时灯光的晃眼。地面成地面成45 角、且向同一方向倾斜的偏振片，角、且向同一方向倾斜的偏振片，2022-6-121三、晶体双折射现象产生偏振光：三、晶体双折射现象产生偏振光： 双折射：双折射：一束入射光射入各向异性晶体，一束入射光射入各向异性晶体， 分解为两束折分解为两束折射光的现象，称双折射。射光的现象，称双折射。 寻常光线寻常光线(O光光)：在晶体内的传播遵守折射定律在晶体内的传播遵守折射定律。非常光线非常光线(e光光)：在晶体内的传播不遵守折射定律。在晶体内的传播不遵守折射定律。2022-6-122布儒斯特角布儒斯特角bi2i1i2n反射光反射光 折射光折射光部分偏振光部分偏振光偏振光偏振光o290 iib221sinsinininb 布儒斯特