13-10偏振光的获得和检测

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1、§13-10偏振光的获得和检测一、偏振光的获得1.布儒斯特定律光从折射率为n1的介质射向折射率为n2的介质，当入射角等于某一定值满足：••••••反射光成为振动方向垂直于入射面的完全偏振光。称为起偏角或布鲁斯特角。••••••1当入射角为起偏角时，反射光与折射光互相垂直。n2n1理论实验表明：反射所获得的线偏光仅占入射自然光总能量的7.4%，而约占85%的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。•••••1.51.51.51.01.01.01.0••••••••为了增加折射光的偏振程度，可采用玻璃片堆的办法。让自然光以起偏角56.3˚入射到20层平板玻璃上，如图：在玻璃片下表面处的反射，其入射

2、角33.7˚也正是光从玻璃射向空气的起偏振角，所以反射光仍是垂直于入射面振动的偏振光。22.晶体的双折射现象QSo波面e波面光轴晶体中光沿不同的方向具有不同的传播速率，具有这种性质的晶体，称为双折射晶体。寻常光：对于晶体一切方向都具有相同的折射率（即波速相同），且在入射面内传播，简称它为o光。o光振动方向垂直于该光线（在晶体中）与光轴组成的平面。非常光：它的折射率（即波速）随方向而变化，并且不一定在入射面内传播，简称为e光。e光振动方向平行于该光线（在晶体中）与光轴组成的平面。实验表明:当自然光射入双折射晶体时，两束折射光o和e都是线偏振光，并且它们的振动面通常接近于互相垂直。3•尼科耳棱镜

3、ACNM光轴在ACNM平面内方向与AC成48°，入射面取ACNM面•两块特殊要求加工的直角方解石，如图所示：加拿大树胶的折射率n=1.55，o光入射角大于其临界角arcsin(1.55/1.658)=69˚12′,被全反射,在CN处为涂黑层所吸收。出射偏振方向在ACNM平面内的偏振光。e•76°O方解石的折射率no=1.658,22°68°43.二向色性晶体二向色性晶体也具有各向异性、双折射的特点，同时有选择吸收的性能。例如，电气石对o光的吸收能力特别强，结果就只剩下e光穿出晶体。厚度为d,光轴与两个表面平行的双折射晶体薄片称为波片。当自然光垂直入射时，由晶体出射的是振动方向相互垂直的线偏振

4、光，它们沿原入射方向同向传播，但传播速度不同。4.波片(波晶片或相位延迟片)•eO光轴d•对于方解石晶体e光比o光快。对于石英晶体e光比o光慢。5o光和e光到达波片另一表面时，必然有相位差φ，φ取决于波长和波片厚度。当φ=2时,为全波片；当φ=时,为半波片；当φ=/2时,为1/4波片。二、偏振片的检测1.马吕斯定律将一束强度为I0的线偏振光射到偏振片上，如果振动方向与偏振片的透振方向的夹角为，则透射光强为这个结论就是马吕斯(E.L.Malus）定律。*2.椭圆偏振光和圆偏振光的检测无法用偏振片鉴别，只能利用1/4波片根据消光现象辨认。6例1:某透明介质在空气中的布儒斯特角i0=58.

5、0，求它在水中的布儒斯特角，已知水的折射率为1.33。解:根据布儒斯特定律得在水中的布儒斯特角为7例2:光强为I0的自然光连续通过两个偏振片后,光强变为I0/4，求这两个偏振片的透振方向之间的夹角。解:根据马吕斯定律，有将I=I0/4，代入上式，得8