光的偏振A22.ppt

第十四章 波动光学 §14.1 自然光和偏振光 14.1.2 自然光 14.1.3 线偏振光 14.1.4 部分偏振光 §14.2 起偏和检偏 马吕斯定律 3. 起偏示意图 14.2.2 马吕斯定律 例题14.1 P205 例题14.2 P206 §14.3 反射与折射时光的偏振 二. 玻璃片堆起偏和检偏 例题14.3 P208 例题14.4 P208 §14 .5 光的双折射 14.5.2 晶体的光轴与光线的主平面 主平面: 14.5.3 惠更斯原理对双折射的解释 2.光传播的惠更斯作图法(ve vo ) (2)光线斜入射 §14.7 旋光现象 * §14.1 自然光和偏振光 §14.2 起偏和检偏 马吕斯定律 §14.3 反射与折射时光的 偏振 §14.4 散射光的偏振 下页 上页 结束 返回 §14.5 光的双折射 §14.6 偏振光的干涉 人为双折射现象 §14.7 旋光现象 14.1.1 横波的偏振性 我们知道,波可以分成纵波和横波.横波的传播方向和质点的振动方向垂直. 通过波的传播方向且包含振动矢量的平面称为振动面. 下页 上页 结束 返回 显然,振动面与包含转播方向在内的其它平面不同,这称为波的振动方向相对传播方向没有对称性,这种不对称性叫偏振. 实验表明,只有横波才有偏振现象. 没有优势方向 自然光的分解 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 自然光的表示法： · · · 自然光的光矢量在所有可能的方向上,且振幅E相等. 下页 上页 结束 返回 线偏振光 E 播 传 方 向 振 动 面 · 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E Ey Ex y x ? 线偏振光的表示法： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 下页 上页 结束 返回 部分偏振光的分解 ? 部分偏振光 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光. 部分偏振光的表示法： · · · · · · 平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强 · · 某一方向的光振动比与之相垂直方向的光振动占优势的光. 下页 上页 结束 返回 起偏器叫偏振片 1. 起偏和检偏 起偏:从自然光获得偏振光. 2. 偏振片 · · · 非偏振光 线偏振光 光轴 电气石晶片 如利用某些物质能吸收某一方向的光振动,而让与这个方向垂直的光振动通过的性质(二向色性)制成起偏器. 检偏:检验偏振光,起偏器也就是检偏器. 14.2.1 偏振片的起偏和检偏 起偏原理:利用某种光学的不对称性. 起偏器: 起偏的光学器件. 下页 上页 结束 返回 自然光I0 线偏振光 I P 偏振化方向 (透光方向) · · · 4. 检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态. I ? P 待检光 思考： I不变?？是什么光 I变，有消光?？是什么光 I变，无消光?？是什么光 偏振化方向 (透光方向) 当偏振片旋转时. 下页 上页 结束 返回 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 ——消光 ? I0 I P ??马吕斯定律（1809） P E0 ? E=E0cos? 下页 上页 结束 返回 一光束由线偏振光和自然光混合而成，当它通过偏振片时，发现透射光的光强依赖偏振片透光轴方向的取向可变化5倍，求：入射光束中两成分的光的相对强度. 解:设光束的总光强为I，其中线偏振光的强度为I1，自然光为I0 通过偏振片后，自然光的光强为I0/2 线偏振光的光强根据马吕斯定律， 透射光束的最大强度和最小强度比为: 下页 上页 结束 返回 解得： 解:至少需要两块理想偏振片如图。 设入射光的光强为I0，则透射光光强为： 其中P1透光轴与线偏振光的夹角为?，第二块偏振片透光轴与P1透光轴的夹角为90- ?。 下页 上页 结束 返回 要使一束线偏振光通过偏振片后振动方向转过 ，至少需要让这束光通过几块理想偏振片？在此情况下，透射光强最大是原来光强的多少倍？ P1 E0 ? E P2 当 ，即 时， i = i0 时，反射光只有垂直于入射面的光振动. i 0——布儒斯特角或起偏角 有: i0+r0=90O 由 且 ——布儒斯特定律(1812年) 自然光反射和折射 后产生部分偏振光 ? ? ? ? ? ? ? ? ? n1 n2 i i r 线偏振光 · · · · · · n1 n2 i0 i0 r0 · S 起偏振角 · · 一. 反射和折射时光的偏振 下页 上页 结束 返回 若 n1 =1.00 (