第14章光的偏振.ppt

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1、1第14章光的偏振§14.1自然光和偏振光§14.2起偏和检偏马吕斯定律§14.3反射与折射时光的偏振§14.4光的双折射2§14.1自然光和偏振光一.横波的偏振性振动面振动矢量与传播方向组成的平面横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。3波的振动方向相对于传播方向的不对称性叫做偏振4二.线偏振光光矢量的振动方向始终不变的光，叫线偏振光。又称平面偏振光E传播方向振动面面对光的传播方向看光矢量的方向始终在一个平面中，但其大小随位相而变。5分解：EEyExyxEx,Ey的大小依赖于x,y方向

2、的选取。表示法：光振动平行板面光振动垂直板面6三.自然光自然光是非偏振光一个光波列是横波。但从宏观上看，普通光源的光不是偏振光。光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上，既有时间分布的均匀性，又有空间分布的均匀性，具有这种特性的光就叫自然光。分解:每一个波列的光矢量都沿x、y轴分解一般7然后将所有波列光矢量的分量叠加起来但此时各振动没有优势方向。结果与坐标系无关这样，自然光可分作两个相互垂直的，振幅相等的，不相干的线偏振光。非相干因此,表示法:8四．部分偏振光光矢量的振动各个方向都有，一个方向振动较弱

3、，而另一方向振动较强的光，叫部分偏振光.部分偏振光可以看作是由一个完全偏振光和一个自然光混合起来组成的。分解非相干分解:Ｅx≠Ｅy表示法：91.偏振波的振动方向相对于传播方向的不对称性2.线偏振光3.自然光4.部分偏振光10§14-2起偏和检偏马吕斯定律一．偏振片的起偏、检偏起偏：把自然光变成偏振光偏振器：把自然光变成为全偏振光的仪器起偏的原理:利用某种形式的不对称性微晶型：分子型：·非偏振光线偏振光光轴··xyzz线栅起偏器入射电磁波11实验表明，自然光用偏振片起偏,在忽略偏振片的吸收的情况下，

4、出射光强偏振片的偏振化方向偏振片上允许通过光振动的方向。也叫透光轴。偏振光的检验偏振片转一周消光线偏光部分偏光强度变，无消光自然光强度不变透光轴12二．马吕斯定律I线偏振光通过偏振片P前后的光强关系：设α为振动方向与偏振化方向的夹角I0PPE0E=E0cos13—消光注意：入射光必须是线偏振光，不是自然光Ｉ是与cos2α正比14三、偏振片的应用应用：作为光学仪器中的起偏和检偏装置。制成偏光眼镜，可观看立体电影作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的反射光。制成安全汽车灯若在所有汽车前窗玻璃和大灯

5、前都装上与地面成45角、且向同一方向倾斜的偏振片可以避免汽车会车时灯光的晃眼。例:一束自然光入射到由四个偏振片组成的偏振片组上，四个偏振片是这样放置的，每个偏振片偏振化方向相对于前面一片顺时针转过30°角，设入射光强为I0.则通过第二片后光强变为，通过第四片后光强变为.1516§14-3反射和折射时光的偏振一．布儒斯特定律n2n1ii垂直入射面的E矢量占优势平行入射面的E矢量占优势入射角i变反射、折射光的偏振度也变。i=i0时，反射光只有垂直分量：n2n1i０i００i0+0=9017i

6、0—布儒斯特角或起偏角由有布儒斯特定律反射偏振光非常微弱,只占入射光中全部垂直分量的15%，这也说明了折射光依然是部分偏振光。18二．应用①用玻璃片堆获偏振光i0(接近线偏振光)玻璃片堆②外腔式激光器的谐振腔中开有布儒斯特窗，可减少反射损失i0i0激光输出布儒斯特窗M1M2i0i019例:在下图中，以线偏振光或自然光入射于界面时，问折射光和反射光各属于什么性质的光，并在图中表示出来，图中i=arctgni≠i0i0i0i0ii(1)(2)(3)(4)(5)答：(1),(2),(3)中反射光、折射光

7、均为线偏振光(4)的折射光为线偏振光，没有反射光。(5)的反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光20③在强反光下摄影时，可在摄影机前头加偏振片有反射光干扰的橱窗在照相机镜头前加偏振片消除了反射光的干扰212223§14.4光的双折射一.光的双折射现象方解石晶体241.双折射:当一束光射到各向异性介质时，可产生两束折射光的现象2.寻常光（o光）和非寻常光（e光）寻常光(o光):遵守折射定律o光总在入射面内非常光(e光):不遵守折射定律e光常常不在入射面内25即使入射角为0，折射角也不一定等于0oe将冰

8、洲石围绕着入射光束旋转，则发现其中一根光束不动，而另一根光束跟着旋转一周。注意：o光和e光只有在双折射晶体的内部才有意义o光和e光都是线偏振光263.方解石(冰洲石CaCO3）A1020780102010207801020B天然方解石晶体的外形为平行六面体每个面都是钝角1020和锐角780的平行四边形。A点和B点是三个钝角的交合点(称为钝偶)27二.晶体的光轴和光线的主平面1.晶体的光轴晶体内存在一个特殊方向，当光在晶体中沿此方向传播时，不发生双折射现象，此特殊方向称为晶体的光轴。