第 九 章 物理光学3(偏振)

119.4光的偏振

9.4.1自然光与偏振光9.4.2马吕斯定律9.4.3布儒斯特定律2（一）、横波与偏振现象一、自然光和偏振光在垂直于光传播方向的平面内，光振动在某一方向的振幅显著较大，或只在某一方向上振动，叫光偏振。电磁波是横波,电磁波的电场、磁场与传播方向三者相互垂直。横波有偏振现象，而纵波无偏振问题。偏振是区别横波和纵波的标志。3各个方向的光振动全有各个振动方向的强度相等

1．自然光（unpolarizedlight）

普通光源发光------自然光在人们观察的时间内有无穷次的发光在垂直传播方向的平面内（二）、光的偏振状态4在实际应用中将光矢量分解为振幅相等的两个垂直分量图示各个方向振动全有(a)自然光(b)自然光的分解自然光及其分解

52.线偏振光（完全偏振光）（polarizedlight）

线偏振光的图示在纸面内振动垂直纸面的振动一个原子一次发光一定是偏振光普通光源发出的光不是线偏振光63.部分偏振光（partialpolarizedlight）

图示分量占优分量占优(b)部分偏振光的分解(a)部分偏振光

部分偏振光及其分解本质上同自然光

,但显示出某个方向的振动较强些

7图示：自然光

线偏振光：部分偏振光：84.圆偏振光、椭圆偏振光右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光y

yx

z传播方向

/2x某时刻右旋圆偏振光E随z的变化E091.

微波偏振检验试验二、由介质吸收引起的光的偏振线栅由平行的金属线做成，线的间隔约1cm。入射无线电波波长约3cm10偏振片（polarizingsheets

）如硫酸碘奎宁、电气石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下拉伸、烘干，然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向，只让平行于该方向的振动通过，这一方向称为偏振化振动方向（Polarizingdirection

）。I20I=I0二、由介质吸收引起的光的偏振11unpolarizedlight

自然光polarizedlight偏振光Polarizingdirection偏振化方向二、由介质吸收引起的光的偏振12形象说明偏振片的原理通光方向腰横别扁担进不了城门13.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化起偏、检偏14.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化15.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化16.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化17.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化18.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化19.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化20.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零起偏、检偏21马吕斯定律

I0IPPE0

E=E0cos

马吕斯定律（1809）——消光22例：一束自然光，光强度为I0，让其出射两个偏振片，两个偏振片之间的夹角为450，求从第二个偏振片出射的偏振光强度。P1P2Example：Aunpolarizedlight,intensityI0,fallsontwopolarizingsheets.Theanglebetweentwopola-rizingsheetsis450.FindthetransmittedintensityI.I0自然光I0/2I23P1P2solve：I0自然光I0/224例题2：入射光I0为自然光，四片偏振片分别顺时针转300，求透射光强。解：自然光经过第一偏振片后，光强为：经过第二偏振片后，光强为：经过第三偏振片后，光强为：经过第四偏振片后，光强为：透射光强是入射光强的21%。251.装置入射光出射光观察出射光强的变化该偏振片称检偏器偏振片课堂思考：偏振光的检验。如何用实验方法区分线偏振光、部分偏振光、自然光？26入射光出射光观察出射光强的变化2.检验消光不变入射光入射光入射光线偏振自然光部分偏振光强变化27三、由反射引起的光的偏振1)Polarizationphenomenonofreflectionandrefractiona、反射光中垂直振动强于平行的振动；b、折射光中平行的振动强于垂直振动；c、反射光折射光偏振化的程度随入射角的不同而不同。n2n1Polarizationofreflection.282)Brewster’slaw布儒斯特定律（1812年）当入射角等于一特定角时，使之满足：时，反射光只有垂直于入射面的振动而无平行于入射面的振动。thisparticularangleofincidenceiscalledthepolarizingangle.

refractedlightisstillpartialpolarizedlight.n2n1note：29Atthepolarizingangle,thereflectedandrefractedbeamsareatrightangles.Prove证明：Fromthelawofreflection：Contrast(1)with(2):（证毕！）n2n1note：FromBrewster’slaw：30Solve:byusingastackofglassplatesastackofglassplates玻璃片堆：problems问题：Theintensityofreflectedlightislow.2)refractedlightisstillpartialpolarizedlight.n2n1Polarizationoflightbyastackofglassplates.3132

偏振片的起偏非偏振光I0线偏振光IP偏振化方向(透振方向)···偏振片起偏

反射起偏（布儒斯特定律）课堂思考：如何从普通光源中取得线偏振光？答：两个基本途径

反射起偏33例：偏光镜头