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文档简介
1现代光学第五章光的偏振2主要内容§5.1自然光与偏振光§5.2线偏振光与自然偏振光§5.3光通过单轴晶体时的双折射现象§5.4光在晶体中的波面§5.5光在晶体中的传播方向§5.6偏振器件§5.7椭圆偏振光和圆偏振光§5.8偏振态的实验检验§5.9偏振光的干涉§5.10光的弹性效应和电光效应3第五章§5.1自然光与偏振光4v绳波:
弹簧波:
一、光的偏振性5纵波----振动方向平行于传播方向横波----振动方向垂直于传播方向区别:横波有偏振,纵波无偏振偏振:波的振动方向相对于传播方向的不对称性。一、光的偏振性6光波是横波在垂直于光传播方向的平面内,可以有不同的振动状态,称为光波的偏振态。一、光的偏振性7光的五种偏振态:2.自然光(非偏振光)1.平面偏振光(线偏振光)3.部分偏振光4.圆偏振光5.椭圆偏振光一、光的偏振性81、平面偏振光(线偏振光):光矢量沿一固定方向振动振动面Z线偏振光有确定的振动平面图示法:2、振动面:光振动矢量与光传播方向构成的平面二、平面偏振光(线偏振光)93、数学表达式:两束振动方向垂直、同位相的线偏振光的叠加。其中xy二、平面偏振光(线偏振光)10A、光矢量振动分布呈现时间、空间均匀性。B、自然光不是偏振光、大量原子的随机辐射掩盖了其偏振本性。C、在垂直光线的平面内,光矢量沿各方向振动的概率均等。自然光的特点:三、自然光XYZ11自然光可看成是振幅相同,振动方向相互垂直的两非相干的线偏振光的迭加。
图示法:xy三、自然光数学表达式12第五章§5.2线偏振光与部分偏振光13一、由二向色性产生的线偏振光1、二向色性:晶体对不同方向振动的电矢量具有选择吸收性。(电气石,聚乙烯醇片等)2、偏振片:由二向色性晶体做成。3、透振方向:偏振片上能透过电矢量振动的方向。透振方向14横别扁担进不了城!一、由二向色性产生的线偏振光15起偏器检偏器4、起偏器:用来产生平面偏振光的偏振片。用途:使自然光变成线偏振光。5、检偏器:用来检验平面偏振光的偏振片。用途:鉴别自然光、线偏振光、部分偏振光。一、由二向色性产生的线偏振光161.自然光通过偏振片P1入射
的自然光光强为I0从P1出射线偏振光光强为I
=I0/2Ax
=Ay一、由二向色性产生的线偏振光17P1AP2P2P1P1P2θ2.P1和P2透振方向成θ角时过P1
的线偏振光光强为Iθ从P2出射光强为Iθ=A//2=Icos2θ一、由二向色性产生的线偏振光马吕斯定律18P1P1P23.P1和P2透振方向平行过P1
的线偏振光光强为I从P2出射光强为Iθ=Icos20°
=IP2一、由二向色性产生的线偏振光19P1P1P2P24.P1和P2透振方向垂直时过P1的线偏振光光强为I从P2出射光强为Iθ=Icos290°=0
消光一、由二向色性产生的线偏振光20.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/221.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/222.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/223.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/224.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/225.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/226.....检偏器(1)、自然光通过旋转的检偏器,光强不变自然光
I0光强不变I
=I0/227.....起偏器检偏器自然光线偏振光(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化光强变化!28.....(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!29.....自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化30.....自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化31.....自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化32.....自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化33.....自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化34.....两偏振片的偏振化方向相互垂直时光强为零!自然光线偏振光起偏器检偏器光强变化!(2)、偏振光通过旋转的检偏器,光强发生变化35例题:光强为I0
的自然光与光强为I2的线偏振光相继通过偏振片P1、P2问:
(1)P1不动、P2旋转一周,光强如何变化
(2)光强最大,P1和P2夹角为何?一、由二向色性产生的线偏振光P1P2I0P1P2I236又∵(无位相关联)1.反射光的偏振态二、反射光的偏振态37讨论:(1)当时,有合成一束自然光(2)当时部分偏振光二、反射光的偏振态..........自然光分解成平行和垂直于入射面的分量反射光的S波比P波强透射光的P
波比S波强n1n2382、部分偏振光振动方向随机变化,某一方向振幅最大(振动占优势),与其垂直方向振幅最小。//占优····部分偏振光的图示法:········⊥占优二、反射光的偏振态=+39偏振度定义:Imax:强度最大方向光强Imin:强度最小方向光强偏振度最小,自然光部分偏振光偏振度最大,线偏振光例:用偏振片观察部分偏振光,当偏振片由对应光强最大的位置转过600,光强减为原来的一半,试求其中自然光与线偏光强之比及光束的偏振度。
P1二、反射光的偏振态40自然光线偏振光部分偏振光布儒斯特角3、布儒斯特定律
当时二、反射光的偏振态41三、透射光的偏振态当以布氏角入射时,反射光为线偏光,透射光偏振度最高。421、透射光的偏振态
如何使透射光变为线偏光?三、透射光的偏振态..................光矢量垂直于入射面的线偏振光反射光矢
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