大学物理：第十四章 光学05

第十节光的偏振马吕斯定律光的波动性光的干涉、衍射.光波是横波光的偏振.机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝符号表示

1.

自然光：在与光传播方向垂直的平面内，光矢量以传播方向为轴，具有轴对称性且均匀分布，各个方向的光振动的振幅相等。这样的光叫自然光。一、自然光、偏振光2.偏振光----线偏振光只有某一个方向的光振动。3.部分偏振光某一个方向的光振动占优势。1.偏振片2.偏振化方向允许特定光振动通过的方向。涂有二向色性材料的透明薄片。

二向色性

:某些物质能吸收某一方向的光振动,而只让与这个方向垂直的光振动通过,这种性质称二向色性。偏振化方向二、偏振片起偏和检偏3.起偏4.检偏注意！

两偏振片偏振化方向夹角为。马吕斯定律三、马吕斯定律马吕斯定律讨论：1.当时，2.当时，立体电影例1（p140)有两个偏振片，当它们的偏振化方向之间的夹角为300时，一束单色自然光穿过它们,出射光强为I1;当它们的偏振化方向之间的夹角为600时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强为I2，且I1=I2。求两束单色自然光的强度之比。根据马吕斯定律有解设第一束单色自然光的强度为I10，第二束单色自然光的强度为I20，它们透过起偏器后，强度都应减为原来的一半，分别为例2、若要使线偏振光的光振动方向旋转90，最少需要几块偏振片？这些偏振片怎样放置才能使透射光的光强最大。解：如图所示，至少需要两块偏振片才能使线偏振光的光振动方向旋转90，例3、

在两个偏振化方向正交的偏振片之间插入第三个偏振片。1)当最后透过的光强为入射自然光强的1/8时，求插入第三个偏振片偏振化的方向；2)若最后透射光强为零，则第三个偏振片怎样放置？

2）同理解：1）光经过三个偏振片后的光强为：其中：为插入的偏振片与第一个偏振片之间的夹角；例4、

一束光具有自然光和偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴，旋转偏振片时，测得透射光强强度的最大值是最小值的5倍，求入射光束中，自然光与线偏振光的光强比值。

解：设入射光束中自然光强为I0，线偏振光的光强为I1，则又因所以例5.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动180

时透射光强度发生的变化为:[B]（A）光强单调增加；（B）光强先增加，后减小至零；（C）光强先增加，后减小，再增加；（D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。当自然光入射到媒质表面时，反射光和折射光都是部分偏振光。

反射光是垂直入射面振动较强的部分偏振光,折射光是平行入射面振动较强的部分偏振光.提示14－11反射光和折射光的偏振一、反射光和折射光的偏振入射角满足：反射光：为完全偏振光，且光振动垂直入射面；折射光：仍为部分偏振光，平行入射面振动较强。其中称为起偏振角或布儒斯特角.二、布儒斯特定律证明：由折射定律：布儒斯特定律：讨论:

（1）当入射角为起偏角时,反射光线和折射光线互相垂直。故

(2)根据光的可逆性，当入射光以角从介质入射于界面时，此角即为布儒斯特角.玻璃玻璃例.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[B]（A）光强为零；（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。例题：已知某材料在空气中的布儒斯特角ip=580，求它的折射率？若将它放在水中（水的折射率为1.33），求布儒斯特角？该材料对水的相对折射率是多少？解：设该材料的折射率为n，空气的折射率为1放在水中，则对应有所以：该材料对水的相对折射率为1.2。

一次起偏垂直入射面的振动仅有很小部分被反射（约15%）所以反射偏振光很弱。一般应用玻璃片堆产生偏振光三、玻璃堆讨论讨论下列光线的反射和折射（起偏角）.动光学双折射现象波

动光学恒量玻璃折射定律方解石晶体14－12双折射一、光的双折射现象光通过双折射晶体寻常光线(ordinaryrays)服从折射定律的光线(extraordinrayrays)非常光线不服从折射定律的光线（一般情况，非常光不在入射面内）二、双折射的寻常光和非寻常光实验证明：O

光和光均为偏振光.ACBoeDeo产生双折射的原因O光波阵面

光波阵面光轴

寻常光线在晶体中各方向上传播速度相同.

常量O光波阵面

光波阵面光轴非常光线晶体中各方向上传播速度不同,随方向改变而改变.为主折射率方解石晶体光轴在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象