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第八章 光在各向异性介质中的传播 §8.1 自然光和偏振光 §8.2 偏振片、马吕斯定律： 马吕斯定律： 例题 8-1： 例题 8-2： 例题 8-3： 例题 8-4： 例题 8-5： §8.4 光 的 双 折 射 例题 8-6： 4、偏振棱镜： §8.5 波片、偏振态的检验 四分之一波片（λ∕4波片）： 二分之一波片（λ∕2波片）： 例题 8-7： 偏振光的检验： §8.6 偏 振 光 的 干 涉 例题 8-8： 自 然 光 部 分 偏 振 光 线 偏 振 光 起 偏 和 检 偏 三 块 偏 振 片 偏振镜消除玻璃反射光 偏振镜消除水面反射光 双 折 射 现 象 偏 振 现 象 的 应 用 或 最小厚度： p 光轴 A Ae Ao π 入射线偏振光刚进入波片时，被分为相位相同的o光和e光。 o光和e光刚从波片中出射时，设 A0 不动，Ae 反相（相位变化π）。此时出射光仍为线偏振光，但振动方向从一、二象限转到二、四象限。振动面转过 2θ 角。 假设石英晶体的 no、ne与波长无关，某石英晶体波片对波长λ1 = 800 nm（真空中）的光是λ/4 波片。若一波长为λ2= 400 nm（真空中）的线偏振光入射到该晶片上且振动方向与光轴成 45°角，问透射光的偏振状态如何？ 解： 波片对λ1 的光是λ/4波片，即： 根据题意该波片对λ2 的光是λ/2波片，即： 所以透射光仍为线偏振光，但振动面转过π/2 角（90°角）。 p 光轴 A Ae Ao π 自 然 光 任 何 位 置 自 然 光 部 分 偏 振 光 任 何 位 置 部分偏振光 椭 圆 偏 振 光 其 他 位 置 线 偏 振 光 长轴与λ/4 波片光轴一致或垂直 椭圆偏振光 线 偏 振 光 任 何 位 置 圆偏振光 椭 圆 偏 振 光 其 他 位 置 圆 偏 振 光 振动面与λ/4 波片光轴成π/4 角 线偏振光（e光或o光） 振动面与λ/4波片光轴一致或垂直 线偏振光 出射光 四分之一波片位置 入射光 单用偏振片无法检验入射光是自然光还是圆偏振光或是部分偏振光还是椭圆偏振光。但使入射光先通过λ / 4 波片，再用偏振片检验，则可加以区分。 P1 波片 自然光 偏振片 光轴 P2 e o A1 P1 P2 光轴 Ao Ae Ao2 Ae2 线偏振光通过波片后产生的o光和e光相互垂直，因此不会发生干涉。但波片后再放一块偏振片，则出射光成为两束同频率、同振动方向、相位差恒定的相干线偏振光。 设晶片等厚，两偏振片透振方向垂直。 Ao2 、Ae2 相等，与角α无关。 经过偏振片P2 后，两束光的振幅： 相位差： 时： 干涉加强，视场明亮； 时： 干涉相消，视场变暗。 晶片不等厚时，有干涉条纹产生。 若以白光入射，视场随波片厚度不同而出现不同色彩，称为色偏振。 A1 P1 P2 光轴 Ao Ae Ao2 Ae2 由晶片产生 由P2引起的附加光程差 两偏振片透光轴夹角为60°，中间插一块水晶λ/4 波片，其光轴平分上述角度。入射光是光强为 I0 的自然光。⑴通过λ/4 波片后光的偏振状态如何？⑵求通过第二块偏振片后的光强。 解： ⑴设通过P1后线偏振光的光强为I1，则通过λ/4波片后： P1 P2 C A1 Ao Ae Ao2 Ae2 30° 30° 60° 60° Ao≠Ae，o光e光相位差为π /2 ━→ 椭圆偏振光 ⑵通过P2后两相干偏振光的振幅和相位差为： * * * 光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性。而光的偏振现象则进一步证实了光的横波性。 横波对传播方向的轴来说不具备对称性。这种不对称性称为偏振。 单个分子一次发光的波列。 大量分子同时发光时的情形。 为研究光的横波性，需把不同振动面的光分出来。 自 然 光 振动面 光 的 偏 振 1、光 的 偏 振 状 态 线 偏 振 光 的 获 得 波 片 2、马 吕 斯 定 律 3、布儒斯特定律 4、双 折 射 椭圆偏振光的获得 5、偏振态的检验 6、偏振光的干涉 每一分子（原子）发光是随机的、无规律的。①振动面取各方向的几率相等，②各波列间无相位关系。 自然光等效看作两个相互垂直的光振动。①两个光振动具有相等的振幅（强度），②两个光振动无固定相位关系。 x y z “∣”：平行振动分量（ p 分量） “ ? ”：垂直振动分量（ s 分量） 1、自然光： 2、部分偏振光： 光矢量在某一方向的振动强于垂直于该方向的振动。 3、线偏振光（平面偏振光、完全偏振光）： 光矢量的振动方向始终在一个平面内。 4、圆偏振光和椭圆偏振光： 若光矢量 E 随时间匀速旋转，其端点在垂直于传播方向的平面上的轨迹为圆，则称为圆偏振光；如果轨迹为椭圆，则称为椭圆偏振光。 右旋圆（椭圆