dch5.1自然光与偏振光5.2线偏振光与部分偏振光

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1、第五章光的偏振（Polarizationoflight）光的波动性光的干涉、衍射.光波是横波光的偏振.偏振现象是横波独具的特性。光的干涉、衍射、偏振构成了波动光学的基础偏振现象是横波区别于纵波的主要特征，只有横波才有偏振现象。早在1669年丹麦科学家巴托林.通过冰洲石（方解石）观察物体时，首次发现了双折射现象.法国的科学家马吕斯在1808年通过晶体观察从玻璃上反射光时，发现了偏振现象，并引入偏振这一概念.菲涅耳和阿喇果等人总结了偏振光干涉的规律，为了解释种种偏振现象，托马斯·杨在1817年首次提出了光波是横波。直到1865年

2、，麦克斯韦建立了电磁理论以后，光的横波性才得到了坚实的理论基础，从而使光的偏振现象得到完全合理的解释，反过来光的偏振现象则成为光的电磁理论最有力的实验证据。沿纵波的传播方向作任意平面，波的运动情况相同，具有对称性，即纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。一、光的偏振性机械横波与纵波的区别横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝偏振波的振动方向相对于传播方向的不对称性，叫偏振。这就是说，横波具有偏振性，而纵波不具备偏振性。光是横波，应该具有偏振性。5.1自然光和偏振光（NaturalLightan

3、dPolarizedLight）偏振—波的振动方向对于传播方向的不对称性横波特有的性质。一、光的偏振态偏振态三类五种1偏振光（线偏振光）符号表示光振动只沿某一固定方向的光.振动面线偏振光----电矢量的振动面只限于某一确定的平面。电矢量与传播方向所构成的平面称为振动面线偏振光E播传方向振动面·面对光的传播方向看线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：EEyExyx自然光特点在与传播方向垂直的平面上，各个方向电矢量的时间平均值相等。可看作沿传2自然光（非偏振光）播方向对称分布的、无固定相位关系的大量线偏振光的集合。一般光源发出的

4、光，不能直接显示偏振性包含各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等.没有优势方向自然光的分解※机理：原子自发辐射具有独立性、间歇性和随机性普通光源所发出的光,波列之间是相互独立的，没有固定的关联（相位、振动方向、振幅、波列长短等），按统计原理，无论哪一方向的振动在各方向上的分布是对称的，振幅也可看成是完全相等的（统计平均）.一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。符号表示注意各光矢量间无固定的相位关系.所以不能合成一个线偏振光二互相垂直方向是任选的.自然光：讨论问题时可看作两个振幅相同振动互

5、相垂直的非相干线偏振光的叠加。部分偏振光：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。符号表示3部分偏振光及偏振度部分偏振光的分解部分偏振光图示：通常用偏振度P表示部分偏振光的偏振程度对于自然光，Imax=Imin，P＝0；对于线偏振光，Imin＝0，P＝1。线偏振光是偏振度最大的光，又叫全偏振光。部分偏振光还可以表示成为自然光和平面偏振光的叠加偏振度IM—在某一方向上的偏振光强度最大值In—与之垂直方向的偏振光强度最小值平面偏振光P=1

6、自然光(非偏振光)P=0部分偏振光0

7、二向色性：物质所具有的对相互垂直的两个光振动的选择吸收作用。有些能够产生双折射的单轴晶体，对o光和e光的吸收作用有很大不同，对其中的一个吸收作用很强，而对另一个很弱。在高分子化合物中，使高分子长链沿某个方向有规则的排列，经特殊加工后，它会对相互垂直的两个光振动产生不同的吸收作用。具有二向色性的物质可以用来制作偏振片。制成的起偏器（检偏器）叫偏振片（polaroid）。涂有二向色性材料的透明薄片.它只让某一特定方向的光振动通过。偏振片：起偏器：能够使自然光变为某种偏振光的光学　　　　元件检偏器：用来检验偏振光的光学元件。二.起

8、偏和检偏起偏的原理：利用某些材料在光学性质上的各向异性。起偏：从自然光获得偏振光。起偏器:起偏的光学器件。电气石晶片·非偏振光线偏振光光轴··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)···偏振片检偏：用偏振器件分析、检验光的偏振态偏振片的起偏起偏偏振化方向（透振方向）：当