大学物理光的偏振课件剖析.ppt

大学物理学 * ? ? 10-7 光的偏振 10-8 偏振光的干涉 人为双折射 旋光现象 10-7 光的偏振 一、横波的偏振性 振动面：通过波的传播方向且包含振动矢量的平面。 偏振: 波的振动方向相对传播方向的不对称性。 光矢量 振动面 v 0 H E 光的偏振态: 光矢量在与光传播方向垂直的 平面内的振动状态。 ? 二、自然光 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。 三、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。 一束线偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、相干的线偏振光。 E Ey Ex y x ? 线偏振光的表示法： 光振动平行板面 光振动垂直板面 四、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 · · ? 部分偏振光的分解 部分偏振光 起偏和检偏 马吕斯定律 起偏：使自然光（或非偏振光）变成线偏振光的过程。 检偏：检查入射光的偏振性。 透 光 轴 方 向 自然光 偏振片 线偏振光 一、偏振片的起偏和检偏 将待检查的入射光垂直入射偏振片，缓慢转动偏振片，观察光强的变化，确定光的偏振性。 ? 线偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化，有消光现象 自然光通过旋转的检偏器，光强不变。 部分偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化。 自然光通过起偏器，成为线偏光 注意自然光通过偏振片后光强的变化 I ? P 待检光 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 二. 马吕斯定律 ?-----线偏振光的振动方向与检偏器的透射轴方向 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 ? E0 ? E0cos? 检偏器 透射轴 线偏振光 振动方向 ——消光 10.7.4 反射和折射时光的偏振 自然光 部分 偏振光 反射和折射过程会使入射的自然光一定程度的偏振化 部分 偏振光 ? 这时反射光成为其振动方向垂直于入射面的线偏振光。 布儒斯特定律 反射光的偏振化程度和入射角有关，当入射角等于某一特定值 且满足 起偏振角 布儒斯特角 自然光 线偏振光 部分偏振光 利用玻璃片堆产生线偏振光 ib (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 ? 一、双折射现象 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。 10.7.5 晶体的双折射 ? 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 光 光 双 折 射 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 纸面 方解石 晶体 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 晶体的光轴与光线的主平面 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。 ? 二、波片(波晶片) 四分之一波片 二分之一波片 晶面 光轴 d o e * ? ?