南方医科大学《大学物理》李贞姬-ch12-11-lzj

1、第十二章 波动光学 (Wave Optics),光的衍射（6 - 10）,光的干涉（1 - 5）,光的偏振（1115）,光的干涉和衍射现象揭示了光具有波动性。 光的偏振现象，进一步说明光波是横波。,光的偏振态：光波在传播过程中，在垂直于传播方向的平面内可能有不同的振动状态，这种振动状态称为光的偏振态。,12-11 自然光和偏振光（Polarization of light）,一. 线偏振光（linearly polarized light）(平面偏振光),面对光的传播方向观察,光矢量只在一 个方向上振动,偏振光的振动方向与传播 方向组成的平面称为振动面,线偏振光 光矢量只在一个固定平面内沿一个

2、固定方向振动的光叫线偏振光（平面偏振光）。光的偏振证明了光的横波性。,线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解,(光振动平行板面),(光振动垂直板面),线偏振光的表示法,二. 自然光（natural light）,面对光的传播方向观察,自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。,自然光的表示法,在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称分布,自然光沿任何方向的分量的强度都等于总强度的一半：I =1/2 I0,1普通光源中各个分子或原子内部运动状态的变化是随机的，发光过程又是间歇的，他们发出的光是彼此独立的，从统计规律上来说，相应的光振动将在垂直于光速

3、的平面上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方向上相应光矢量的振幅（光强度）都是相等的。我们把“在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称分布”的光就称为自然光。（见自然光图一） 2任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上的分量。（见自然光图二） 3由于自然光的对称性，所有取向的光矢量在这两个方向上的分量的时间平均值彼此相等。因此自然光可分解为两个任意垂直方向上的、振幅相等的独立分振动，它们的相位之间没有固定的关系，不能把它们叠加成一个具有某一方向的合矢量，两者的光强度各等于自然光总光强度的一半。（见自然光图三） 4自然光的表示方法如下图所示。图中用短线和点子分别表示在纸面内和

4、垂直于纸面的光振动。,三. 部分偏振光,部分偏振光的分解,部分偏振光,部分偏振光可用两个相互独立、没有固定相位关系、不等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。,部分偏振光的表示法,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,在垂直于光传播方向的平面内，各方向振动都有 但振幅不相等,四. 圆偏振光，椭圆偏振光 （circularly polarized light） （ellipticly polarized light）,圆偏振光,迎着光传播方向观察：,椭圆偏振光,在垂直于光传播方向的平面内， 光矢量按一定频率旋转。 光矢量端点轨迹是一个圆圆偏振光 椭圆椭圆偏振光,顺时针旋转,右旋,逆时针旋转,左旋,五. 偏振度（degree of polarization）,部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合,设部分偏振光的强度为Ii ,其中自然光强度为In ，线偏振光的强度为Ip ,则有,线偏振光,部分偏振光,