波動光學(xué)-李中軍版課件 13偏振光和自然光§17-14-起偏和檢偏-馬呂斯定律§17-15-反射和折射時光的偏振

同學(xué)們好三、光的偏振機械波穿過狹縫光的波動性光的干涉、衍射.光波是橫波光的偏振.機械橫波與縱波的區(qū)別§17-13偏振光和自然光一自然光偏振光

自然光：一般光源發(fā)出的光中，包含著各個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.

偏振光（線偏振光）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.符號表示光振動只沿某一固定方向的光.振動面

起偏二偏振片起偏與檢偏

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，它只讓某一特定方向的光通過，這個方向叫此偏振片的偏振化方向.偏振化方向起偏器§17-14起偏和檢偏馬呂斯定律檢偏器

檢偏起偏器NM三馬呂斯定律（1880年）檢偏器起偏器NM馬呂斯定律強度為的偏振光通過檢偏振器后,出射光的強度為例1有兩個偏振片,一個用作起偏器,一個用作檢偏器.當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時,一束單色自然光穿過它們,出射光強為;當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時,另一束單色自然光穿過它們,出射光強為,且.求兩束單色自然光的強度之比.解設(shè)兩束單色自然光的強度分別為和.經(jīng)過起偏器后光強分別為和.經(jīng)過檢偏器后在兩塊正交偏振片之間插入另一塊偏振片，光強為的自然光垂直入射于偏振片，討論轉(zhuǎn)動透過的光強與轉(zhuǎn)角的關(guān)系.討論若

在間變化，如何變化？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.理論和實驗證明：反射光的偏振化程度與入射角有關(guān).光反射與折射時的偏振玻璃§17-15反射和折射時光的偏振布儒斯特定律（1812年）反射光為完全偏振光，且振動面垂直入射面，折射光為部分偏振光。當(dāng)時，1）反射光和折射光互相垂直.討論玻璃空氣

2）根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以角從介質(zhì)入射于界面時，此角即為布儒斯特角.玻璃玻璃注意對于一般的光學(xué)玻璃,反射光的強度約占入射光強度的7.5%,大部分光將透過玻璃.利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光討論討論下列光線的反射和折射（起偏角）.討論如圖的裝置為偏振片，問下列四種情況，屏上有無干涉條紋？1）去掉保留2）去掉保留3）去掉保留4）都保留.無（兩振動互相垂直）無（兩振動互相垂直）無（無恒定相位差）有1空氣例一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角，問在界面2的反射光是什么光？玻璃2注意：一次起偏垂直入射面的振動僅很小部分被反射（約15%）所以反射偏振光很弱。一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振光動光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動光學(xué)一雙折射的尋常光和非尋常光恒量玻璃折射定律方解石晶體§17-16光的雙折射光通過雙折射晶體尋常光線（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（一般情況，非常光線不在入射面內(nèi)）實驗證明：O光和光均為偏振光.ACBoeDeo

產(chǎn)生雙折射的原因O光波陣面

光波陣面光軸

尋常光線在晶體中各方向上傳播速度相同.

常量非常光線晶體中各方向上傳播速度不同,隨方向改變而改變.為主折射率方解石晶體光軸在方解石這類晶體中存在一個特殊的方向，當(dāng)光線沿這一方向傳播時不發(fā)生雙折射現(xiàn)象.稱這一方向為晶體的光軸.光軸AB光軸光軸主截面當(dāng)光在一晶體表面入射時，此表面的法線與光軸所成的平面.當(dāng)入射面是主截面時，O

光的振動垂直主截面；光的振動平行于主截面.光軸

光

光二尼科耳棱鏡BCAD

光光加拿大樹膠尼科耳棱鏡可用于起偏和檢偏

偏振光通過某些物質(zhì)后，其振動面將以光的傳播方向為軸線轉(zhuǎn)過一定的角度.

旋光現(xiàn)象旋光物質(zhì)能產(chǎn)生旋光現(xiàn)象的物質(zhì).（如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等）起偏器，檢偏器，盛有液體旋光物質(zhì)的管子.旋光儀觀察偏振光振動面旋轉(zhuǎn)的儀器.一旋光現(xiàn)象17-19旋光現(xiàn)象對于旋光性物質(zhì)的溶液設(shè)為偏振光通過旋光物質(zhì)后振動面所轉(zhuǎn)過的角度為旋光物質(zhì)的濃度為旋光物質(zhì)的透光長度為一與旋光物質(zhì)有關(guān)的常量對于固體旋光物質(zhì)為一與旋光物質(zhì)及入射光的波長有關(guān)的有關(guān)的常量（一定）叫韋爾代常量外加磁感強度為的磁場