物理光學(xué)：4-1偏振光概述

§4－1偏振光概述一、偏振光與自然光（PolarizedlightandNaturallight）

1、自然光：具有一切可能的振動(dòng)方向的光波之和。

大量原子發(fā)光的統(tǒng)計(jì)效果構(gòu)成了自然光方向無(wú)規(guī)律相位無(wú)規(guī)律沒有優(yōu)勢(shì)方向(統(tǒng)計(jì)平均)自然光的分解非相干自然光的表示法：···自然光的表示

2、偏振光（Polarizedlight）：

光矢量的方向和大小有規(guī)則變化的光

線偏振光：光矢量方向不變，其大小隨位相變化。

圓偏振光：光矢量大小不變，其方向繞傳播方向均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，且矢量末端軌跡為圓。

橢圓偏振光：光矢量大小和方向都在有規(guī)律地變化，且矢量末端軌跡為橢圓。偏振光方程：1）線偏振光

振動(dòng)平面：光矢量與傳播方向組成的平面稱為線偏振光的振動(dòng)平面。Z2)圓偏振光(Circularlypolarizedlight)右旋z3)橢圓偏振光

(Ellipticallypolarizedlight)左旋右旋z自然光部分偏振光

3、部分偏振光(Partiallypolarizedlight)

自然光在傳播過程中，由于外界的作用造成振動(dòng)方向上強(qiáng)度不等，使某一方向上的振動(dòng)比其它方向上的振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。完全偏振光和自然光是兩種極端情形，介于二者之間的一般情形是部分偏振光。最常討論的部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合，天空的散射光和水面的反射光就是這種部分偏振，它可以分解如下：表示法：分解非相干········表示：部分偏振光=

完全偏振光+自然光完全偏振光Ip=Imax-Imin偏振度：完全偏振光（線、圓、橢圓）

P=1自然光（非偏振光）

P=0部分偏振光

0<P<1

1、由反射和折射產(chǎn)生偏振光

1）菲涅爾公式：反射波、折射波與入射波振幅比值的關(guān)系2n1q1n2q1q’xzoE1pE1sE’1sE’1pE2sE2p二、偏振光的產(chǎn)生（Productionofpolarizedlight）

主要方法：反射和折射、二向色性、散射、雙折射反射光為線偏振光。振動(dòng)方向垂直于入射面。透射光為部分線偏振光。

2）布儒斯特定律(Brewster’sLaw

)自然光投射到兩種不同介質(zhì)的分界面上時(shí)，若入射角滿足關(guān)系式，則反射光中沒有振動(dòng)平行于入射面的分量。入射角為布儒斯特角，即········2n1n1q2q1q,線偏振光部分偏振光

3）實(shí)例（Examples）：用玻璃片堆獲得偏振光偏振分光鏡ZnS(n2)冰晶石(n1)45。n3（C）用偏光鏡消除了反射偏振光（A）玻璃門表面的反光很強(qiáng)（B）用偏光鏡減弱了反射偏振光2、由二向色性產(chǎn)生偏振光

二向色性：各向異性的晶體對(duì)光的吸收本領(lǐng)隨波長(zhǎng)改變外，還隨光矢量相對(duì)晶體的方位而改變。人造偏振片：H偏振片和K偏振片偏振方向二向色性波長(zhǎng)偏振光呈某種顏色腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門通光方向3、由散射產(chǎn)生偏振光三.

馬呂斯定律(Malus’law)和消光比(Extinctionratio)如果一入射線偏振光的電矢量振動(dòng)方向和檢偏器的透光軸成q角，則通過檢偏器之后的光強(qiáng)I為：起偏器（Polarizer

）：用來(lái)產(chǎn)生偏振光的偏振器件。檢偏器（Analyser

）：用來(lái)檢驗(yàn)偏振光的偏振器件。A0cosqA0sinqy（透光軸方向）xqI0消光比：最小透射光強(qiáng)和最大透射光強(qiáng)之比。.....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.....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.....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.....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.....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.....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.....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.....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

線偏振光的檢偏檢偏：用偏振器件檢驗(yàn)光的偏振態(tài)I?P待檢光

若I不變？是什么光

若I變，有消光？是什么光

若I變，無(wú)消光？是什么光思考設(shè)入射光可能是自然光或線偏振光或由線偏振光與自然光混合而成的部分偏振光旋轉(zhuǎn)上述辦法能區(qū)分出自然光和圓偏振光嗎？能區(qū)分出部分偏振光和橢圓偏振光嗎？偏振片的應(yīng)用▲作