24自然光 偏振光 马吕斯定律 反射和折射光的偏振 双折射现象.ppt

一. 线偏振光 (平面偏振光) 面对光的传播方向观察 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 §13.10 线偏振光 自然光 (光振动平行板面) (光振动垂直板面) 线偏振光的表示法 二. 自然光 面对光的传播方向观察 自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。 自然光的表示法 三. 部分偏振光 部分偏振光的分解 部分偏振光 部分偏振光可用两个相互独立、没有固定相位关系、不等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。 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 §13.11 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 一. 起偏和检偏（起偏、起偏器、偏振片、检偏器） 自然光I0 线偏振光I 偏振化方向 线偏振光I 二. 马吕斯定律 (马吕斯定律) — 消光 当? = 0 或 ?， 起偏器 检偏器 1809年法国物理学家马吕斯发现线偏振光通过偏振片后透射光强 I′与入射光强 I 间满足 ? ：入射线偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向间的夹角。 当? = ?/2 或 3?/2， 平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成 60? 夹角。让自然光垂直入射后,下列两种情况下： (1) 无吸收时，有 (1) 两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收 例 求 解 (2) 有吸收时，则 (2) 两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了10% 的能量 透射光的光强与入射光的光强之比是多大？ §13.12 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律 一. 反射和折射产生的偏振 此入射角称为布儒斯特角或起偏角，用 ib 表示 。 自然光反射和折射后产生部分偏振光 线偏振光 1815年布儒斯特研究反射光时发现当 i+ ? = 90o 时，反射光为线偏振光。 二. 布儒斯特定律 —— 布儒斯特定律 由折射定律 —— 布儒斯特定律 (1) n1—— 入射光一侧介质折射率，n2—— 折射光一侧介质折射率。 讨论 (2) i=ib 时，只反射部分?振动，不反射??入射面的振动。折射光中，包含其余的?振动分量和全部的??振动，折射光是部分偏振光。 (3) i=ib 时，反射光垂直折射光。 线偏振光 例如 n1 =1.00(空气)， n2 =1.50(玻璃)，则 空气 玻璃 玻璃 空气 一束自然光以布儒斯特角从空气照射玻璃片，界面2上的反射光是 对界面1，ib 是布儒斯特角 例 （A）自然光 解 （B）完全偏振光，光矢量振动方向?入射面 （C）完全偏振光，光矢量振动方向??入射面 （D）部分偏振光 对界面2，? 是入射角 满足布儒斯特定律 （B） 由 (4) 自然光以布儒斯特角照射玻璃片堆，可使折射光成为线偏振光（折射光中只剩??入射面的光振动分量）。 玻璃片堆 线偏振光 入射自然光 §13.13 晶体的双折射现象 一. 双折射现象 双折射 双折射现象 双折射 方解石晶体 方解石 1.双折射 o 光 e 光 2. 寻常光和非寻常光 两折射光线中有一条始终在入射面内，并遵从折射定律，称为寻常光，简称 o 光 另一条光一般不遵从折射定律，称非常光，简称 e 光 双折射现象 一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光线的现象。 3. 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 例如 方解石晶体(冰洲石) 光轴 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。 单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体: 有两个光轴的晶体 4. 主平面 主平面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面. 78o 102o 78o 102o 光轴与 o 光构成的平面叫 o 光主平面. 光轴与 e 光构成的平面叫 e 光主平面. 5.单轴晶体中的波面 e光 光轴 e 光的 主平面 o光 光轴 o 光的 主平面 · · 光轴在入射面时,o 光主平面和e 光主平面重合,此时o 光振动和e 光振动相互垂直。一般情况下，两个主平面夹角很小，故可认为o 光振动和e 光振动仍然相互垂直。 光轴 o 光: e 光: 光轴 ( o 光主折射率) ( e 光主折射率) (o光振动垂直o 光主平面) (e 光振动在e 光主平面内)