大学物理基础 光的偏振课件.ppt

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1、电磁波是横波，E、B、v三者都是垂直的。1.机械横波特点：播传方向振动面播传方向振动面13.9线偏振光自然光2.光波的特点：由于光源发光是由大量原子发光组成，每个原子发光的振动方向都是随机的，E和B在各方向的振动都存在。可引起人的视觉的只有E矢量（光矢量）。E每个光矢量可分解为两相互垂直的振动。E13.9.1自然光用相互垂直的光振动描写自然光。这两个方向的光振动的光强为自然光强度的一半。13.9.2偏振光----线偏振光只有某一个方向的光振动。部分偏振光某一个方向的光振动占优势。某些物质能强烈地吸收某个方向的光振动，当自然光照射上时，只允许某个特定方向的光振动通过，形成偏振

2、光。1.偏振片聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夹在两玻璃片间制成偏振片。2.偏振化方向允许特定光振动通过的方向。13.10偏振片的起偏和检偏马吕斯定律13.10.1起偏和检偏3.起偏将自然光转变成偏振光的过程。偏振化方向起偏器4.检偏检测偏振光的过程。检偏器起偏器自然光I0线偏振光I偏振化方向线偏振光I'起偏器检偏器自然光I0最亮线偏振光I自然光I0线偏振光I最暗当P1//P2时，透射光最强。最亮当P1P2时，透射光为0。最暗实验发现马吕斯(EtienneLouisMalus1775-1812)马吕斯从事光学方面的研究。1808年发现反射时光的偏振，确定了偏振光强度变化的规律（现

3、称为马吕斯定律）。他研究了光在晶体中的双折射现象，1811年，他与J.毕奥各自独立地发现折射时光的偏振，提出了确定晶体光轴的方法，研制成一系列偏振仪器。法国物理学家及军事工程师。出生于巴黎，1796年毕业于巴黎工艺学院，曾在工程兵部队中任职。1808年起在巴黎工艺学院工作。1810年被选为巴黎科学院院士，曾获得过伦敦皇家学会奖章。13.10.2马吕斯定理两偏振片偏振化方向夹角为。将通过P1的光矢量振幅A1，分解为平行于P2的分量A2和垂直于P2的分量A。垂直分量A不能通过P2，平行分量A2可通过P2。由于光强与光振幅平方成正比，马吕斯定律马吕斯定律讨论：1.当时，2.

4、当时，消光例1.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动180时透射光强度发生的变化为:[B]（A）光强单调增加；（B）光强先增加，后有减小至零；（C）光强先增加，后减小，再增加；（D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。例2.有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振片化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定的角速度w绕光传播的方向旋转，设入射自然光的光强为I0。试证明：此自然光通过这一系统后，出射光的光强为当自然光入射到媒质表面时，反射光和折射光都是部分偏振光。当入射角满足时，反射光为偏振

5、光，折射光为部分偏振光。13.11反射和折射产生的偏振布儒斯特定律13.11.1反射和折射产生的偏振13.12.2布儒斯特定律反射线与折射线垂直。证明：由折射定律和布儒斯特定律证毕即反射线与折射线垂直。玻璃n2=1.5，布儒斯特角水n2=1.33，玻璃堆可产生较强的反射偏振光。玻璃片堆起偏和检偏例.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[B]（A）光强为零；（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。当一束自然光穿过双折射晶体时，分成两束偏振光。如方

6、解石晶体。例如：白纸上涂一个黑点，将方解石放在纸上，可观察到两个黑点，旋转方解石，一个黑点不动，另一个黑点旋转。13.12双折射现象13.12.1晶体的双折射现象1.寻常光----o光服从折射定律，沿各方向的光的传播速度相同，各向折射率no相同，为偏振光。寻常光、非常光2.非常光----e光不服从折射定律，沿各方向的光的传播速度不相同，各向折射率ne不相同，为偏振光。1.光轴在该方向上o光、e光的传播速度相同，折射率相同，两光线重合。AB两点的连线为光轴，平行于光轴方向o、e光重合垂直于光轴方向no、ne相差最大，o、e光偏离最大。光轴、主平面、正负晶体2.主平面----主

7、截面晶体内任一光线和光轴所决定的平面为此光线的主平面。o光、e光都有各自的主平面。o光的振动方向与它的主平面垂直，e光的振动方向与它的主平面平行。垂直入射时，两主平面重合。光轴方解石3.正负晶体正晶体负晶体如方解石晶体如石英晶体例.ABCD为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕面内且与AB成一锐角q,如图所示.一束平行的单色自然光垂直于AB端面入射.在方解石内折射分解为o光和e光,o光和e光的:(A)传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直.[C](D)传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂直.(C)传播方向不相同