物理下 第十五章光的偏振

物理下第十五章光的偏振第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1、自然光偏振光自然光：一般光源發(fā)出的光中，包含著各個(gè)方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（軸對稱）這樣的光叫自然光.

自然光以兩互相垂直的互為獨(dú)立的（無確定的相位關(guān)系）振幅相等的光振動表示,并各具有一半的振動能量.符號表示注意各光矢量間無固定的相位關(guān)系.二互相垂直方向是任選的.xy第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月偏振光（線偏振光）光振動只沿某一固定方向的光.符號表示部分偏振光：某一方向的光振動比與之垂直方向上的光振動占優(yōu)勢的光為部分偏振光.符號表示振動面第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

起偏偏振片起偏與檢偏

二向色性:某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動,而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動通過,這種性質(zhì)稱二向色性.

偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.

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.起偏器偏振化方向第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月NM2馬呂斯定律（1880年）檢偏器起偏器NM馬呂斯定律強(qiáng)度為I0

的偏振光通過檢偏振器后,出射光的強(qiáng)度為第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1

有兩偏振片平行放置分別作起偏器和檢偏器.當(dāng)它們偏振化方向的夾角為300

時(shí),一單色自然光穿過后的出射光強(qiáng)為I1;當(dāng)它們偏振化方向的夾角為600

時(shí),另一束單色自然光的出射光強(qiáng)為I2,且I1=I2.求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比.解設(shè)兩束單色自然光的強(qiáng)度分別為I10和I20經(jīng)過起偏器后光強(qiáng)分別為和.經(jīng)過檢偏器后第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例2、一束自然光與線偏振光的混合光垂直射入到偏振片上，若偏振片以入射光為軸轉(zhuǎn)一周，發(fā)現(xiàn)透射光的最大值為最小值的2倍，則入射光中自然光與線偏振光的強(qiáng)度之比為多少？解：設(shè)自然光I0、線偏振光I'（1）檢驗(yàn)光束的偏振性（2）可以改變光束的偏振化方向第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月反射光部分偏振光，垂直于入射面的振動大于平行于入射面的振動.折射光

部分偏振光，平行于入射面的振動大于垂直于入射面的振動.布儒斯特定律：光反射與折射時(shí)的偏振玻璃3、布儒斯特定律反射光成為振動方向垂直于入射面的完全偏振光第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月玻璃布儒斯特定律：——布儒斯特角

(起偏角）證明：折射定律第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月注意

對于一般的光學(xué)玻璃,反射光的強(qiáng)度約占入射光強(qiáng)度的7.5%,大部分光將透過玻璃.利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光自然光從空氣到玻璃的布儒斯特角：第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例3(P26915-5)

討論下列光線的反射和折射（起偏角i0）第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

外腔式激光器的布儒斯特窗·········i0i0·激光輸出布儒斯特窗M1M2i0i0實(shí)例：外腔式激光管加裝布儒斯特窗，可使出射光為線偏振光，并減少反射損失。第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月4、光的雙折射恒量玻璃折射定律動光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動光學(xué)方解石晶體CaCO3(birefringence)第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月尋常光線（o光）(ordinaryrays)服從折射定律的光線(extraordinrayrays)

非常光線（e光）不服從折射定律的光線實(shí)驗(yàn)證明：O光和光均為偏振光.ACBoeDeo第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月光軸在方解石這類晶體中存在一個(gè)特殊的方向，當(dāng)光線沿這一方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象。稱這一方向?yàn)榫w的光軸.光軸AB光軸單軸晶體；方解石、石英等。雙軸晶體：云母、硫黃等。第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月?

用惠更斯原理解釋光的雙折射現(xiàn)象1）O光在晶體內(nèi)任意點(diǎn)所引起的波陣面是球面。即具有各向同性的傳播速率。2）e光在晶體內(nèi)任意點(diǎn)所引起的波陣面是繞光軸的旋轉(zhuǎn)橢球面。沿光軸方向與O光具有相同的速率。e光波面O光波面光軸方向負(fù)晶如方解石CaCO3e光波面O光波面正晶如石英SiO2第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月主截面當(dāng)光在一晶體表面入射時(shí)，此表面的法線與光軸所成的平面.當(dāng)入射面是主截面時(shí)，O

光的振動垂直主截面；e光的振動平行于主截面.光軸

光

光........光軸方向光e光o方解石

1.48641.6854石英

1.55341.5443對波長為589.3納米的鈉黃光第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1）平行光傾斜入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸與晶體表面斜交光軸AFEeO?eO?第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2）平行光垂直入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸與晶體表面斜交光軸AEO?eBF’E’?F出射兩束偏振方向相互垂直的線偏光第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3）平行光垂直入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸平行晶體表面光軸AE?eBF’E’?FO具有相互垂直的偏振方向出射光沿同方向傳播第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例3、下列三個(gè)棱鏡由方解石制成（no=1.658，ne=1.486）光軸方向如圖所示，自然光垂直入射。試畫出通過棱鏡后的折射光路圖。?????????????????????????????oeoeoenesini=sinenosini=sinosini=nes

inesini=nosino第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月尼科耳棱鏡(Nicolprism)BCAD光光加拿大樹膠加拿大樹膠的折射率n=1.55，O光入射角大于其臨界角arcsin(1.55/1.658)=69012’，