第十二章-光的偏振

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1、光的偏振本章教学要求：理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。了解圆偏振光、椭圆偏振光及偏振光的干涉。本章重点：线偏振光,马吕斯定律,布儒斯特定律。双折射。本章难点：偏振光的获得方法和检验方法,布儒斯特定律双折射.返回目录下一页上一页§12.1自然光与偏振光光的偏振目录§12.3反射和折射时的偏振布儒斯特定律§12.4双折射现象§12.2偏振片起偏和检偏§12.5利用双折射现象产生偏振光的仪器返回总目录第十二章光的偏振Polarization对纵波而言，包含传播方向与振动方向所构成

2、的平面，哪一个都一样，没有一个显示出与另一个有什么区别或不同。称之为：波的振动方向对传播方向具有对称性。但对横波而言，由传播方向与振动方向所构成的平面，与包含传播方向而不包含振动方向的其它平面有区别。这种区别与不同称之为：波的振动方向对传播方向不具有对称性。这种不对称性称之为偏振。返回本章目录下一页上一页12-1自然光和偏振光光的波动性光的干涉、衍射.光波是横波光的偏振.机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝二线偏振光、自然光、部分偏振光光波是电磁波，实验表明：引起人的视觉或引起感光材料的光化学效应主要是光波中的电矢量所致，因此，电矢量也称为光矢

3、量。返回本章目录下一页上一页1）线偏振光：光矢量E只限于垂直于传播方向的某一确定平面内的光（又称为平面偏振光）。ZXYZXY表示：或表示：平行于纸面振动垂直于纸面振动振动面—光矢量(振动方向)与传播方向所构成的平面返回本章目录下一页上一页自然光：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫自然光.自然光以两互相垂直的互为独立的（无确定的相位关系）振幅相等的光振动表示,并各具有一半的振动能量.注意各光矢量间无固定的相位关系.二互相垂直方向是任选的.XY自然光---在垂直于传播方向的平面内，光矢量对

4、称，光矢量振动沿各个方向的概率相等。表示：在垂直于传播方向的任意两正交方向光矢量的平均值相等。结论：自然光的横波性被发光的随机性所破坏或掩盖。3）部分偏振光光矢量的平均值在某一方向上最强，与之垂直的方向上最弱的偏振光。返回本章目录下一页上一页表示：3）部分偏振光光矢量的平均值在某一方向上最强，与之垂直的方向上最弱的偏振光。//于纸面的光振动的平均值>垂直于纸面的光振动的平均值。于纸面的光振动的平均值>平行于纸面的光振动的平均值。XY返回本章目录下一页上一页右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光yyxz传播方向/2xE某时刻右旋圆偏振光E随z的变化04

5、）圆偏振光,椭圆偏振光频率相同、相位差恒定而振动方向相互垂直的两列光波迭加后，在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量以一定的频率旋转，其端点的运动轨迹通常是一个椭圆，称这种合成光波为椭圆偏振光当两线偏光的振幅相等，即Ax=Ay，且=(2k+1)/2时，轨迹由椭圆变为圆，称为圆偏振光；当=k时，光振动轨迹变为直线，成为线偏振光。一）起偏与检偏起偏--从自然光获得偏振光检偏--检查某束光是否是偏振光；起偏振器--从自然光获得偏振光的装置；检偏振器--检查某束光是否是偏振光的装置。二）偏振片及其起偏检偏1）何谓偏振片透明玻璃片涂有金鸡纳霜或

6、碧硒（电气石）等材料的簿膜Polarizerandpolarizationanalyzer、Malus’law返回本章目录下一页上一页12-2偏振片马吕斯定律二）偏振片及其起偏检偏1）何谓偏振片透明玻璃片涂有金鸡纳霜或碧硒（电气石）等材料的簿膜自然光偏振光偏振化方向具有竖直偏振方向的偏振膜。吸收了水平方向的光振动返回本章目录下一页上一页2）偏振片的用途A）作起偏振器IsIs/2B）作检偏振器偏振光变暗自然光不变暗IsIs/2Is/2Is自然光Is/2I0/2返回本章目录下一页上一页3)马吕斯定律P1若P1P2的偏振化方向间的夹角不为0，也不为

7、90度，则出射的光强为多少？垂直方向的分量被偏振片吸收，故出射的光强：或：Is自然光Is/2=I0变暗EE//Is/2P2设自然光通过P1后的振幅为E0，则光强振动分解有：返回本章目录下一页上一页马吕斯定律：强度为I0的线偏振光透过偏振片后强度变为I=I0cos2。（为入射的偏振光的振动方向与偏振片偏振化方向间的夹角。）EE//I=I0cos2线偏振光通过偏振片后I01.光强改变2.仍然为线偏振光,但振动方向改变α角度.返回本章目录下一页上一页P1P2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

8、从第二个偏振片出射的偏振光强度。解：I0自然光I0/2返回本章目录下一页上一页返回本章目录下一页上一页【例12-2】如例12-2图(a)所示，在两块偏振化方向相互垂