波動(dòng)光學(xué)光的偏振

1、波動(dòng)光學(xué)光的偏振第1頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四24-1 光的偏振狀態(tài) 一 自然光與偏振光光是一種電磁波（橫波）。電矢量 與磁矢量 相互垂直，它們分別又與電磁波的傳播方向垂直。光振動(dòng)：電磁波的 振動(dòng)。光矢量：電磁波的 矢量。光的波動(dòng)性 光的干涉、衍射 .光波是橫波 光的偏振 .第2頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四偏振光（線偏振光）振動(dòng)面 若光矢量保持在一定平面內(nèi)振動(dòng)，稱此平面為光矢量的振動(dòng)面，如果所有光矢量都在一個(gè)平面內(nèi)振動(dòng)稱這種光線為線偏振光或平面偏振光。面對(duì)光的傳播方向看第3頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四線

2、偏振光的表示法：.光矢量在屏平面內(nèi)光矢量與屏平面垂直EEyEx yX線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解第4頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四自然光：每一個(gè)原子發(fā)出的光波列為一線偏振光自然光：大量原子隨機(jī)發(fā)的光波列的集合，每個(gè)光波列的頻率、相位、振動(dòng)方向，波列長度都不同。XYZE 沒有優(yōu)勢(shì)方向就振動(dòng)方向而言，具有軸對(duì)稱性第5頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四特點(diǎn)：自然光可以分解為兩束相互獨(dú)立的（非相干） 、等振幅的、振動(dòng)方向相互垂直的線偏振光，這兩線偏振光的光強(qiáng)等于自然光光強(qiáng)的一半。沒有優(yōu)勢(shì)方向自然光的分解第6頁，共36頁，2022年，5月20日，

3、10點(diǎn)27分，星期四Ex 和 E y無固定關(guān)系:它們是彼此獨(dú)立的振動(dòng),總光強(qiáng) 非相干疊加自然光的表示法：.點(diǎn)與短線等距離分布且數(shù)量相同，表示沒有哪個(gè)方向的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。E yEx第7頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四部分偏振光 ：某一方向的光振動(dòng)比與之垂直方向上的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的光為部分偏振光 .符號(hào)表示部分偏振光的分解部分偏振光線偏振光和自然光是兩種極端情形，部分偏振光是介于二者之間的一般情形。部分偏振光可以看成自然光和線偏振光的混合。第8頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四偏振片 ： 涂有二向色性材料的透明薄片 .二向色性 : 某些物質(zhì)能吸收某一

4、方向的光振動(dòng) , 而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過, 這種性質(zhì)稱二向色性 .偏振片偏振化方向 ： 當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，它只讓某一特定方向的光通過，這個(gè)方向叫此偏振片的偏振化方向 .24-2 線偏振光的獲得與撿偏 第9頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四起偏相應(yīng)的光學(xué)器件叫“起偏器”。偏振片就是常用的起偏器。起偏：使自然光（或非偏振光）變成偏振光的過程。偏振化方向起偏器用偏振片起偏,在忽略偏振片的吸收的情況下出射光強(qiáng)第10頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四檢偏將待檢查的入射光垂直入射偏振片，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，觀察光強(qiáng)的變化，可以確定光的偏振性。偏

5、振片又可用來檢驗(yàn)光線的偏振化程度，稱為檢偏。自然光線偏振光部分偏振光I?P待檢光以光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)P: I 不變？I 變，有消光？I 變，無消光？消光指完全沒有光線透過第11頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變自然光第12頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第13頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第14頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)

6、不變第15頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第16頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第17頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第18頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)不變第19頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第20頁，共36頁，202

7、2年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第21頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第22頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第23頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第24頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)

8、的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第25頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化第26頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四.起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化兩偏振片的偏振化方向相互垂直 光強(qiáng)為零第27頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四NM檢偏器起偏器NM 馬呂斯定律 強(qiáng)度為 的偏振光通過檢偏振器后, 出射光的強(qiáng)度為24-3 反射和折射時(shí)光的偏振第28頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四結(jié)論：當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢偏器一周時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩次全

9、明和兩次全暗。式中： 為入射的偏振光的強(qiáng)度； 為透射的偏振光的強(qiáng)度。消光第29頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四總結(jié)1.對(duì)線偏振光，偏振片P2旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，光強(qiáng)度經(jīng)歷兩次最明、兩次最暗的變化，且有消光現(xiàn)象，而部分偏振光沒有消光現(xiàn)象。2.對(duì)自然光，偏振片P2旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，光強(qiáng)度并不發(fā)生變化。自然光通過偏振片后所獲得的線偏振光的光強(qiáng)是自然光光強(qiáng)的一半。第30頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四空氣 入射面 入射光線和法線所成的平面 .反射光 部分偏振光 ，垂直于入射面的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng) .折射光 部分偏振光，平行于入射面的振動(dòng)大于垂直于入射面的振

10、動(dòng) .理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度與入射角有關(guān) .四 光反射與折射時(shí)的偏振玻璃第31頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四布儒斯特定律（1812年）反射光為完全偏振光，且振動(dòng)面垂直入射面，折射光為部分偏振光。當(dāng) 時(shí)，1）反射光和折射光互相垂直 .討論玻璃空氣第32頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四布儒斯特定律互余空氣玻璃玻璃空氣=- 423350.100.1 185600.150.1 1010tanitani玻璃空氣第33頁，共36頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)27分，星期四駕駛員戴上偏振太陽鏡可以防止馬路反射光的炫目。第34頁，共36頁，2022