偏振光的原理与应用

北京印刷学院物理演示实验报告偏振光的原理与应用13印一卓越班130210110

黄亚珍2015/1/12偏振光的原理与应用光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光自然光在垂直于光传播方向的平面上取各方向的几率相等。自然光可分解为两个任意互相垂直方向、振幅相等、相位差随机的偏振光。由于光是横波，自然光经反射、折射或吸收后，可能只保留某一方向的光振动。振动只在某一固定方向上的光，叫做线偏振光，简称偏振光，偏振光的振动方向与传播方向组成的平面，叫做振动面。若某一方向的光振动比与之相垂直的方向上的光振动占优势，那么这种光叫做部分偏振光。偏振片：某些物质（例如硫酸金鸡钠硷）能吸收某一方向的光振动，而只让与这个方向垂直的光通过，这种性质称为二向色性。把具有二向色性的材料涂敷于透明薄片上，就成了偏振片。有一个特定的方向，只让平行于该方向的光振动通过，这一方向称为透振方向。起偏器：使自然光成为线偏振光的装置。偏振片也是一种起偏器。起偏器不但可用来使自然光变成偏振光，还可用来检查某一光是否为偏振光，即起偏器也可作为检偏器。起偏：自然光通过偏振片，从起偏器透出的线偏振光的光强是入射自然光的光强的1/2。检偏：偏振光通过偏振片。将入射到检偏器的光振动分解为平行于和垂直于ON的两个分量，只有平行于仃八寻A=cosczON的分量从检偏器透射出来的光强I与I0之比1=A2=（Aocos以）2IA2A2马吕斯定律一I=ICOS2a反射光和折射光的偏振：自然光在两种各向同性媒质分界面上反射、折射时，反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直于入射面的光振动多于平行于入射面的光振动；折射光中平行于入射面的光振动多于垂直于入射面的光振动。布儒斯特角：自然光入射到两种介质分界面，当入射角满足一定条件时，反射光中只有光振动垂直于入射面的线偏振光，折射光仍为部分偏振光；折射光和反射光的传播方向相互垂直。%：起偏角布儒斯特角i0+「0=90。nsini=nsinr=ncosi102020布儒斯特定律一一tani0=n1应用之一：测量不透明材料的折射率应用之二：起偏和检偏汽车车灯汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自己的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。摄像机镜头自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，而且入射角变化时，偏振的程度也有变化。在拍摄表面光滑的物体，如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等，常常会出现耀斑或反光，这是由于反射光波的干扰而引起的。如果在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜片，让它的透振方向与反射光的透振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下或玻璃后的影像清