11第十四章光的偏振.ppt

有反射光干扰的橱窗 在照相机镜头前加偏振片消除了反射光的干扰 例　一束平行的自然光，以600角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是－－－－－－，玻璃的折射率为－－－－－－－－－。 解：反射光为完全偏振光，则入射角i0为布儒斯特角。 折射角为：?0=90o-60o=30o 折射率为： 或者，由 将i0=600代入，得　　n=1.73 一、双折射现象 寻常光和非常光 14-4 光的双折射 当一束光投射到两种媒质的交界处，一般只能看到一束折射光，折射定律为： （各向同性均匀媒质） 例如光从空气射向水、玻璃、或呈熔融态的石英。 如果将光束射向各向异性的晶体中时，例如将一束光投向方解石（冰州石），透过方解石的光则有两束。 各向异性，是指晶体的物理性质与方向有关。 能产生双折射的晶体是非立方晶系的晶体。 如方解石、石英、电气石、红宝石等。 各向(同)异性的微观本质 若组成固体的晶粒在空间的取向是无规则的，就表现出各向同性；若组成固体的晶粒在空间有一定的取向，就表现出各向异性。 例： 云母只容易沿一个平面劈开； 结晶的石墨在每两个相对面之间并不具有相同的电阻。 镍晶体只在一个确定的方向上容易被磁化。 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。 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 * * 14-1 自然光和偏振光 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。 二、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 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 · · 14-2 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。 它是利用晶体的二向色性起偏。 （二向色性：对某一方向的光振动有强烈吸收） 偏振片（Polaroid） 1928年,一位19岁的美国大学生 （E.H.Land） 发明了一种由自然光获得线偏振光的平面片状器件， 称为偏振片，通常用 P 表示。 x y z z 线栅起偏器 入射 电磁波 起偏原理类似于金属（导线）线栅起偏器： 只有振动方向与导线垂直的电磁波能通过。 例如，把聚乙烯醇薄膜加热，并沿一个方向拉长， 再浸入碘溶液中，使碘原子附着在长分子上形 成一条条长“碘链”，就制成了偏振片。 P I0 只有与碘链垂直方向的光振动能通过偏振片， 该方向称为起偏方向，或透光方向。（下图虚线） 碘链相当于导线，碘原子中的自由电子可以沿碘链自由运动。 I0/2 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器，