07光的偏振.ppt

例题：已知某材料在空气中的布儒斯特角 * 光 的 偏 振 （Polarization of Light） 张三慧教材： 21.1、21.2、21.3 21.4、21.5、21.6（不要求） 毛骏健教材：12-5 12-6 （不要求） 振动方向对传播方向的不对称性称为偏振 一.何谓偏振 偏振是横波和纵波的重要区别 ? 光是横波，它具有相互垂直的电场强度矢量和磁场强度矢量。 E H 光的传播方向 ?我们在研究光时只研究电场强度而不提及磁场强度。 我们把电矢量定义为光矢量(光振动）。 偏振—研究光矢量在垂直于传播方向的平面内的振动状态(偏振态)。 二.自然光 部分偏振光 线偏振光 普通光源发出的光、阳光都是自然光。由于原子发光的间歇性和无规则性，使得普通光源发出的光的光矢量在垂直于传播方向的平面内以极快的速度取0~360°内的一切可能的方向，且没有哪一个方向占有优势。具有上述特性的光，称为自然光。 自然光的表示法：用两个独立的、相互垂直的等幅振动来表示。 没有优势方向 自然光的分解 · · · 圆点表示垂直纸面的振动,短线表示平行纸面的振动 线偏振光： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 线偏振光的表示法 将自然光中两个相互垂直的等幅振动之一完全移去得到的光，称为完全偏振光或线偏振光。 部分偏振光： 将自然光中两个相互垂直的等幅振动之一部分移去得到的光，称为部分偏振光。 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 · · 一.偏振片（Polaroid）的起偏和检偏 偏振片 马吕斯定律 偏振片的特性: 能吸收某一方向的光振动而仅让与此方向垂直的光振动通过。 偏振片的构造: 将硫酸碘金鸡钠霜晶粒定向排列并蒸镀在透明基片上,就制成偏振片 偏振化方向：允许通过的光振动方向。常用箭头“ ”表示。 实验告诉我们，自然光用偏振片起偏,在忽略偏振片吸收的情况下， 出射光强 I ? P 待检光 旋转检偏片,观察透过偏振片的光： I不变?？ I变，有消光?？ I变，无消光?？ 部分偏振光 线偏振光 自然光 偏振片的用途：“起偏”和“检偏” 二.马吕斯定律（Malus law） 线偏振光通过偏振片P 前后的光强关系： ——消光 改变? ，I 随之改变。 P E0 ? ? I0 I P 起偏方向 例题：有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振片化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定的角速度 w 绕光传播的方向旋转，设入射自然光的光强为 I0。 求：出射光的光强随时间的变化关系。 解： 实验表明:自然光在媒质表面反射、折射时， 也出现光的偏振现象。 反射光中垂直入射面的 分量比例大； 自然光反射和折射 后产生部分偏振光 反射、折射光的偏振化程度与入射角 i 以及折射率n1、n2有关。 · · · · · · · n1 n2 i i r · · 折射光中平行入射面的 分量比例大。 一般情况下,反射光和折射光都是部分偏振光 反射和折射时光的偏振 i0 —起偏角, 也叫布儒斯特角。 由折射定律，有 布儒斯特定律 起偏振角 · · · · · n1 n2 i0 i0 r0 线偏振光 · · · · i0+r0 = 90O. 一.布儒斯特定律 1812年，布儒斯特由实验证明：当入射角是某一个特定角io时, 反射光成为只有垂直入射面的线偏振光。角io称为布儒斯特角(或起偏角)。 要提高反射线偏振光的强度， 可利用玻璃片堆的多次反射。 (透射光接近完全线偏振光 强度几乎50%) (反射光是完全线偏振光 强度几乎50%) · · · · · · · · · · · · · · · · i0 · · · · · · · · · · · · · · 玻璃片堆 空气 → 玻璃 玻璃 → 空气 玻璃片堆 驾驶员戴上偏振太阳镜可以防止马路反射光的炫目。 照相机安上偏振镜可以产生不同的效果，看出来了吗？ 例题 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的 5 倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 （A）1/2 （B）1/5 （C）1/3 （D）2/3 [ A ] 求它的折射率？若将它放在水中（水的折射率 为 1.33），求布儒斯特角？该材料对水的相对 折射率是多少？ 解：设该材料的折射率为 n ，空气的折射率为1， 放在水中，则对应有 所以： 该材料对水的相对折射率为1.2