第十九章光的偏振

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1、第十九章光的偏振(Polarizationoflight)偏振现象：若在一个垂直于光传播方向的平面内考察，在各个方向上光振动的强弱可能不同，这称为光的偏振现象。§19-1自然光和偏振光一.线偏振光线偏振光又称为面偏振光、完全偏振光传播方向E·面振动面对光的传播方向看每一个光波列都是线偏振光线偏振光的表示法：·····光矢量垂直纸面光矢量平行纸面二.自然光没有优势方向自然光的分解自然光为非偏振光一束自然光可沿任意给定的方向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。自然光的表示法：···三.部分

2、偏振光部分偏振光部分偏振光的分解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。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四.圆偏振光,椭圆偏振光右旋圆右旋椭圆偏振光偏振光y传播方向yEx0xz/2某时刻左旋圆偏振光E随z的变化§19-2起偏和检偏偏振片一.偏振片的起偏和检偏•起偏：从自然光获得偏振光•起偏的原理：利用某些晶体具有光的各向异性。•偏振片：将具有各向异性的晶体物质制成的涂料涂于透明材料上制成偏振片。•偏振片作为起偏器P自然光I0线偏

3、振光I1···II0偏振化方向2•偏振片作为检偏器起偏器检偏器A//B••光完全通过••光完全不能通过（消光现象）说明了光波是横波。若B绕轴旋转，••AB强弱交替变化二.马吕斯定律透射光的振动方向与检偏器的偏振化方向相同线偏振光PE0PI0IE检偏器EEcos02222I0E0,IEE0cos2IIcos马吕斯定律（1809）0当0，III——透射光最强max0当，I0——消光2例:如图所示，在偏振化方向相互垂直的两偏振片之间插入另一个偏振片．问新插入的偏振片的偏振化

4、方向与原偏振化方向夹角为多大时，自然光入射时透过的光强最大．I0解：设入射自然光的光强为I0，当它透过第一个偏振片后光强为一半，设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向夹角为α，则由马吕斯定律，透过第二个偏振片后光强为：122IIcosIcos2102透过第三个偏振片后光强为：2122IIcos(90)Isincos20212Isin208所以，当α为４５°时透过第三个偏振片后光强为最大．§19-3反射和折射时光的偏振一.反射和折射时光的偏振··线偏振光··ii·····i0i0

5、··n1··n1···n2rn2r0··部分偏振光自然光反射和折射后产生部分偏振光i0称为起偏振角当i=i0时，反射光为振动方向垂直于入射面的完全偏振光。此时，反射光与折射光垂直。i0+r0=90由折射定律：线偏振光···i0i0··nsininsinrncosin1···102020nr20n·2有：tgin部分偏振光021n1—布儒斯特定律(1812年)i0又称为布儒斯特角为什么当反射光为完全偏振光时，折射光仍然为部分偏振光?因为对于多数透明介质，折射光的强度要比反射光强很多。如：自然光由空

6、气射向玻璃时，当以布儒斯特角入射时，折射光与反射光的强度之比为85:15.入射光中平行于入射面的光振动全部被折射，垂直于入射面的光振动也有85%被折射，因此只有15%垂直于入射面的光振动被反射。二.玻璃片堆起偏用玻璃片堆起偏的理由：一次反射得到的偏振光强度很小，且折射光的偏振化程度也不高.。···i0..i·..···0·······················..ni0´玻璃片堆1tgintgi0tg(90i0)(接近线偏振光)0n当大部分垂直于入射面的光被反射，折射光就会接近于线偏振应用

7、——偏光镜应用——3D电影3D立体电影的制作有多种形式，其中较为广泛采用的是偏光眼镜法。它以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度的偏振镜。两台放映机需同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成左像右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映镜头前的偏振轴相一致；致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像

8、，通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。展现出一幅幅连贯的立体画面，使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处，能产生强烈的“身临其境”感。例题(作业题19.8)：以下五种情况下，以自然光或线偏振光从空气中入射到两种介质的表面上时，问反射光和折射光各属于什么性质的光？图中i0为布儒斯特角，i≠i0..i.i...i0...........i0.i0..§19-4光的双折射一.双折射现象自然光