中国民航大学大学物理学第10章光的偏振.pptVIP

考思 题 homework 练习册: 选择题1-4 填空题7-12 课后练习：2，4，5 P1 例 自然光通过两个偏振化方向的夹角为 60°的偏振片后，透射光强为 I . 若在两偏振片间再插入另一偏振片，它与前两者的偏振化方向的夹角均为 30°，则此时透射光光强为多少？ I P 解 I0 I1 P1 I′ P I0 P2 I1 I2 例 一束光由自然光和线偏振光混合组成，当它通过一转动的偏振片时，透射光光强的最大值是最小值的 5 倍。求入射光中自然光和线偏振光的光强各占入射光光强的几分之几？ 解 设入射光光强为 I0 ，其中自然光光强为 I10 ， 线偏振光强度为 I20 设通过偏振片后的光强分别为 I ，I1 ，I2 实验表明：当自然光在两种各向同性的介质分界面上反射和折射时，反射光和折射光的偏振态将发生变化： 一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光。 当 为特定角 时，反射光为线偏振光，且光矢量垂直于入射面（折射光仍为部分偏振光），该特定角满足 ——Brewster（起偏)角 1812年实验中得到，称为Brewster定律。 的等价条件为： 反射光线垂直于折射光线，即 。 光的电磁理论建立后，Brewster 定律可以从该理论推 导出来：设垂直于入射面的光矢量称为 s 光；平行于入射面的光矢量称为 p 光。理论上导出 s 光和 p 光的能量反射率分别为 当 时， ，即反射光的 p 光强度为零，反射光只有 s 光，为线偏振光。折射光中也包含 s 光（因 Rs 1），故折射光为部分偏振光。 （空气）（玻璃） 玻璃片堆 反射光和折射光的偏振性是普遍存在的。应用这一性质制成的玻璃片堆，可以用它获得线偏振光。 产生偏振光的氦氖激光器 Brewster窗 100%反射率的反射镜 99%反射率的反射镜 利用这一性质还可以制成产生线偏振光的激光器： 利用布儒斯特定律获得线偏振光： 利用多次折射产生偏振光 * 注意： 1）当入射角为布儒斯特角时，反射光为振动方向垂直入射面的线偏振光，而折射光仍为振动方向平行于入射面的成分占优势的部分偏振光。 2）注意布儒斯特角与全反射角的区别：?两者条件不同。全反射时对n1 、 n2 有要求；而布儒斯特角无此要求；?入射角大于全反射角时都会发生全反射，但只有入射角为布儒斯特角时反射光才是完全线偏振光。 * 例： 一束自然光以某一角射到平面玻璃板上，反射光恰为线偏振光，且折射光的折射角为320，求： (1) 自然光的入射角； (2) 玻璃的折射率； (3) 经过玻璃片后透射光的偏振状态。 解：(1) 由布儒斯特定律，反射光为线偏振光时，反射光与折射光垂直, i0+ r=900 (3) (2) 由 n1=1 透射光为部分偏振光. 例 将一介质平板放在水中, 板面与水平面的夹角为?，如图。已知折射率n水=1.333，n介质=1.681，要使水面和介质面反射光均为线偏振光, 求? 解：如图所示 根据布儒斯特定律 又 例：试在下图中画出反射光或折射光的情况。 摄影用的偏光镜如选择适当角度可消除或减弱水和玻璃等非金属表面的反光 这是为什么? 偏振片的应用 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 偏振片的应用 驾驶员戴上偏振太阳镜可以防止马路反射光的炫目。 立体电影 §5-4 双折射现象 双折射的两条光线：一条服从折射定律，称为寻常光或o光；另一条不服从，称为非常光或e光。 ? 双折射现象 寻常光与非常光 ordinary light, extraordinary light 一般透明介质（晶体或非晶体）中的光速是各向同性的，光在这类介质的分界面上发生的折射服从折射定律： 然而，有许多晶体（如方解石、石英、云母、电气石、冰等）中的光速具各向异性。当自然光从空气入射到这类晶体的表面时，会产生两条折射光线。 这种现象称为双折射现象。 e o §5-4 双折射现象 以方解石（CaCO3）为例： e o e o 实验进一步表明，o光和e光都是线偏振光，振动方向彼此垂直，且随晶体转动而改变。 o光和e光的振动方向由晶体特性决定。 ? 双折射晶体的各向异性特征 光轴 光轴——晶体中的特殊方向，当光线沿此方向传播时，寻常光和非常光的传播速度相同，折射率相同，不发生双折射。 单轴晶体和双轴晶体 注：光轴代表的是某个方向，不是某一条直线。 §5-4 双折射现象 研究表明：晶体中光速的各向异性可以用折射率椭球来表示——子波的波面为旋转椭球面 正晶体 负晶体 uo—— o光的光速。（各向同性） ue—— e光在垂直于光轴方