《光的偏振》PPT课件.ppt

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1、第五章光的偏振▲基本概念（§5.1、§5.2）自然光、偏振光▲光在晶体中的双折射（§5.3—§5.5）▲偏振元件（§5.6）▲偏振态的实验检定（§5.8）▲椭圆偏振光和圆偏振光（§5.7）▲偏振光的干涉（§5.9）本章概述5.1自然光与偏振光一、横波与偏振现象对于纵波，包含传播方向与振动方向的任一平面都没有什么不同，称之为振动方向对传播方向具有对称性对于横波，包含传播方向与振动方向的平面与不包含振动方向的平面是有区别的，这种区别称之为振动方向对传播方向不具有对称性。偏振---振动方向对传播方向的不对称性。是横波与纵波的重

2、要区别。如果光在传播过程中电矢量的振动只限于某一确定的平面内，则这种光称为平面偏振光。由于平面偏振光的电矢量在与传播方向相垂直的平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振光。二、线偏振光注意：偏振光中电矢量和光的传播方向所构成的平面称为偏振光的振动面。垂直于图面振动平行于图面振动自然光的表示符号（如太阳光、白炽灯光、气体放电光源发光等）横截面光传播方向光传播方向在垂直于光传播方向的任一横截面内，光振动矢量各向出现概率均等各向振动的时间平均值相等各振动之间固定相位关系三、自然光平均效果：任何方向上有相同的平均振幅和能量，没有哪

3、个方向的振动占优势。把自然光中所有方向的振动都投影到相互垂直的两个方向上，这两个方向上的平均振幅相等。自然光可分解成两个相互垂直振幅相等无固定位相关系的线偏振光三、自然光四、部分偏振光//占优振动方向随机变化，某一方向振幅最大（振动占优势），与其垂直方向振幅最小。·············=+部分偏振光可视为一个平面偏振光和一个自然光的混合部分偏振光的图示法：⊥占优五、偏振度定义偏振度：Imax：强度最大方向光强Imin：强度最小方向光强偏振度最小，自然光部分偏振光偏振度最大，线偏振光从实用的角度看，首先必须解决两大问题

4、：1、如何判别光源的偏振态；偏振光的检验2、如何从普通光源中取得偏振光5.2线偏振光与部分偏振光光矢量对传播方向的偏振性，在与物质的作用过程中，一定有所反映。二向色性：某些各向异性晶体对不同方向光振动具有选择吸收的性质天然晶体中，电气石（六角形片状）具有强烈的二向色性1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！六角形长对角线方向为光轴EE∥光轴：E⊥光轴：吸收很少通过较多通过很少吸收较多自然光入射线偏振光出射一、二向色性与偏振片透振方向：允许通过光矢量振动的方向。优点：造价低廉；面积大，通光孔径大；轻便。缺点

5、：带有选择性吸收，使透射的偏振光带有颜色。通！不通！透振方向入射光//透振方向·入射光⊥透振方向透明聚乙烯淳片，强烈吸收某一方向上的光振动，透射光成为线偏振光。二、人造偏振片形象说明偏振片的原理透振方向腰横别扁担进不了城门！自然光起偏偏振光检偏偏振光三、起偏和检偏三、起偏和检偏线偏振光自然光线偏振光线偏振光起偏振器检偏振器透振方向透振方向入射自然光光强出射线偏振光光强入射线偏振光光强起偏振过程（起偏）出射线偏振光光强由马吕斯定律决定检偏振过程（检偏）四、马吕斯定律四、马吕斯定律将分解为平行和垂直于的分量不能通过振幅能通过

6、的光振动方向透振coscoscos马吕斯定律cos马吕斯定律cos方向透振振幅能通过的光振动图线901802703600四、马吕斯定律已知的可能值cos马吕斯定律cos已知cos解法提要已知.....S波：光矢量垂直于入射面自然光入射在各向同性介质表面，反射、折射光线的偏振状态？自然光在介质界面上反射时，分解成P波：光矢量平行于入射面由菲涅耳公式知S波和P波反射系数不一样1、一般情况一般入射角i，反射光和透射光均为部分反射光.....自然光分解成平行于入射面和垂直于入射面的两个分量反射光的S波比P波强透射光的P波比S波强

7、n1n2五、反射光的偏振态2、特殊情况（布儒斯特定律Brewster’sLaw）n1n2........由菲涅耳公式知当反射光为光矢量垂直于入射面的完全偏振光..i2π/2i0透射光为部分偏振光∴i0称为起偏振角—布儒斯特角五、反射光的偏振态讨论讨论下列光线的反射和折射（起偏角）.反射光为完全偏振光n2·····n2·····n1n1n1i0i2·…n2在玻璃片上表面用布儒斯特角入射在玻璃片下表面仍为布儒斯特角入射反射光为完全偏振光透射光为完全偏振光多次反射后，透射光出射六、透射光的偏振态六、透射光的偏振态反射镜反射玻璃

8、称为布儒斯特窗在来回反射的光路中恰当插入两片玻璃也可获得透射的完全偏振光有些激光器装有布儒斯特窗，其输出是偏振光。5.3光通过单轴晶体时的双折射现象象折射现双折射现1、双折射现象用眼睛观看发光点，会看到两个像点，透过方解石晶体，纸面上的字成了的双字一、晶体的双折射现象一、晶体的双折射现象自然光进入各向异性晶体中，光线