第16章光的偏振.ppt

Doc. number to be entered by Header and Footer 第十六章 光的偏振 本章内容 §16-1 自然光和偏振光 一、自然光 §16-2 起偏和检偏 马吕斯定律 一、起偏和检偏 §16-3 反射和折射时光的偏振 §16-4 光的双折射 一、光的双折射现象 §16-5 偏振光的干涉 一、椭圆偏振光和圆偏振光、波片 §16-6 人为双折射现象和旋光现象简介 大学物理电子教案 邯郸学院 　§16-1 自然光和偏振光 　§16-2 起偏和检偏 马吕斯定律 　§16-3 反射和折射时光的偏振 　§16-4 光的双折射 　§16-5 偏振光的干涉 　§16-6 人为双折射现象和旋光现象简介 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： 光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上，既有时间分布的均匀性，又有空间分布的均匀性。 二、偏振光 §16-1 自然光和偏振光 1、线偏振光（完全偏振光、平面偏振光、偏振光） 光波的光矢量方向始终不变，只沿一个固定方向振动。 线偏振光的表示法： 光振动平行板面 光振动垂直板面 2、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 · · §16-1 自然光和偏振光 狭缝与振动同方向 狭缝与振动方向垂直 光源 自然光 起偏器 检偏器 线偏振光 偏振化方向 偏振化方向 自然光不能显示光的横波特性，把自然光变为偏振光的装置称为起偏器。 §16-2 起偏和检偏 马吕斯定律 偏振片 偏振片仅容许某一特定方向的光振动通过，而吸收其他方向的光振动。偏振片允许光振动通过的方向称为偏振片的偏振化方向。 自然光 线偏振光 偏振化方向 一些天然晶体和人造薄膜可以把自然光变为偏振光，称为偏振片。 偏振片作为起偏器，也能检测入射光的偏振特性，即作为检偏器。 旋转偏振片，可以检测入射光的偏振特性 此时无透射光 两偏振片偏振化方向平行 两偏振片偏振化方向垂直 §16-2 起偏和检偏 马吕斯定律 二、马吕斯定律 ?-----线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向 之间的夹角。 如果入射线偏振光的光强为I0，透过检偏器后，透射光的光强I为 §16-2 起偏和检偏 马吕斯定律 一、反射和折射引起的偏振 当自然光在两种介质分界面上反射、折射时，会发生偏振现象。 反射光、折射光都是部分偏振光，在一定条件下反射光可以是全偏振光。 分界面法线与入射线构成的平面称为入射面。 法线 自然光入射 平行于入射面振动较强 垂直于入射面振动较强 n1 n2 §16-3 反射和折射时光的偏振 反射光和折射光的偏振化程度与入射角 i 有关。当入射角i 等于某一特定值 i0 ，即 反射光为全偏振光，i0称为起偏角（布儒斯特角）———布儒斯特定律 法线 自然光i0角入射 部分偏振光 全偏振光 n1 n2 二、利用玻璃片堆产生线偏振光 i0 (接近线偏振光) 玻璃片堆 最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光 §16-3 反射和折射时光的偏振 对于各向异性晶体，一束光射入晶体后，可以观察到有两束折射光的现象。 寻常光线(o光) -----遵守折射定律 非常光线(e光) -----不遵守折射定律 o光和e光都是线偏振光。 §16-4 光的双折射 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。 “光轴”是一特殊的“方向”,不是指一条直线。 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 A B 光轴 102° 主平面：晶体中某条光线与晶体光轴构成的平面。 e光 光轴 e光的 主平面 o光 光轴 o光的 主平面 · · · · o光的振动面垂直于o光的主平面 e光的振动面在e光的主平面内 主截面： 由晶体光轴和晶体表面法线方向组成的平面。 §16-4 光的双折射 二、用惠更斯原理解释双折射现象 以方解石为例，用作图法可以确定o光和e光在晶体内的传播方向 光轴平行晶体表面，自然光垂直入射 o、 e 光在传播方向上虽相同，但速度不相等。 光轴 o光 e光 §16-4 光的双折射 光轴平行晶体表面，且垂直入射面，自然光斜入射 ? 光轴 i o voΔt veΔt e o e cΔt 一