2014optics第7章_光的偏振1概述.ppt

* * * 对焦面切开，交替镀上高折射率和低折射率，在胶合，入射角等于布儒斯特角 * 晶体的二向色性还与波长有关，当振动方向互相垂直的两束线偏振白光照射在晶体后会呈现不同的颜色，这就是二向色性的由来。 * * * * 在《新概念物理－光学教程》第276页，引用了M.C.Escher的名画《三界（Three Worlds）》形象地表明了：同是在水与空气的界面上的光，来自于入射角大的远处，以反射为主，只能看到树的倒影；来自于入射角小的近处，以透射为主，即反射率很小，可以清楚地看到水下的鱼。 ?Impossible world: Art: Rendered Escher ??Martin Kay - Three Worlds - an hommage to Escher. ? * · · · · · · · · · · · · i0 (接近线偏振光) · · · · · · · · · · · · · · · · · · 玻璃片堆起偏： 当i =i0时，多次反射折射，折射光有很高的偏振度，反射光强度增大。 反射光偏振度好-----光强小； 透射光光强大-----偏振度差； 一片玻璃获得的偏振光的缺点： 例：固定波长的偏振分光镜，45度入射，q为布儒斯特角。 当白光入射时，还要求玻璃的色散必须与介质膜的色散适当的匹配。微分计算…… 2、由二向色性产生偏振光 二向色性：有些各向异性的晶体对于光的吸随光矢量相对于晶体的方位而改变。 晶体的二向色性还与波长有关，当振动方向互相垂直的两束线偏振白光照射在晶体后会呈现不同的颜色，这就是二向色性的由来。 电气石典型的二向色性材料： · 非偏振光 线偏振光 光轴 电气石晶片 · · 电气石 光轴 *  天然晶体中，电气石（六角形片状）具有最强的二向色性? 1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！ 六角形长对角线方向为光轴 E E∥光轴： E⊥光轴： 吸收很少 通过较多 通过很少 吸收较多 自然光入射 线偏振光出射 光矢量对传播方向的偏振性，在与物质的作用过程中，一定有所反映。 * 2、人造偏振片：? 透振方向：允许通过光矢量振动的方向。? 优点：造价低廉；面积大，通光孔径大；轻便。? 缺点：带有选择性吸收，使透射的偏振光带有颜色。? 通！ 不通！ 透振方向 入射光//透振方向 · 入射光⊥透振方向 透明聚乙烯淳片，强烈吸收某一方向上的光振动，透射光成为线偏振光。 H偏振片、K偏振片 各向同性介质拉伸制成 7.1.3 马吕斯定律和消光比（偏振光的检验） 检验偏振器件的偏振特性。 P和A是两片相同的偏振片，当相对转动时，透射光强就随着两偏振片的透光轴的夹角q而变化。 线偏振光通过与之角度?的偏振片后的光场矢量大小 q q Ecosq Ecosq P2 P1 起偏器 自然光 检偏器 光电接收 1、当透光轴互相垂直，透射光强为零。 2、当夹角q为其他值时，透射光强： a I0 I P P E0 a E=E0cosa Malus定律（1809） 产生偏振光---起偏---起偏器； 检验偏振光---检偏---检偏器。 人造偏振片的消光比一般为10-3。 消光比：描述部分偏振光的偏振情况。 例7.1 一束自然光以57°入射到空气玻璃界面，求反射光、透射光的偏振度 菲涅尔公式 偏振度 例7.2 设计一块适用于氩离子激光的偏振分光镜，选定nH=2.38的硫化锌和nL=1.25的冰晶石作为膜层材料。试决定（1）分光棱镜折射率（2）膜层厚度 （1） （2）膜层厚度的选择应使膜层上下表面发射的光束满足干涉加强条件 课后习题7.2；7.4 2、散射产生线偏光 因为偶极子振荡方向上没有次波辐射，故此方向上为偏振波。 偏振度随散射角θ减小而下降。 （1）测不透明介质的折射率。 （2）制作偏振摄像镜头、太阳镜、棱镜等光学器件。 （3）激光器的布氏窗。 （4）立体电影、车窗、飞机舷窗等的制作。 应用： 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。 另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。 汽车车灯 生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。