光学 - 光的极化.ppt

第十五章 波动光学;§15.11 光的偏振 线偏振光和自然光;横波的偏振性;15.11.1 线偏振光;15.11.2 圆偏振光和椭圆偏振光;截面图;2.椭圆偏振光 ;15.11.3 自然光;第一 如何判别光源的偏振态;偏 振 化 方 向;形象说明偏振片的原理;偏振状态的(初步)检验 所谓初步： 就上述三种偏振态的检验而言 实际上还有椭圆和圆偏振态 　1. 装置;入射光;.;.;.;.;.;.;.;15.12.2 马吕斯定律 线偏振光通过偏振片后的光强;思考1： 两个正交偏振片中间再加一个偏振片 将出现什么现象？; 思考2： 光强为I0 的一束自然光,依次通过三个偏振片P1 、P2 、P3 已知P1 和 P3 的偏振化方向相互垂直 且偏振片无吸收 ，若以入射光为轴以角速度ω旋转P2 ,t=0时P1//P2,则通过这三个偏振片后的光强Ｉ是______ 当t为______时 I有最大值______ ;15.13、反射和折射光的偏振 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i0且满足;证明 ∶ ;思考： 如果入射光中只有垂直入射面的振动分量 则反射光和透射光的偏振状态如何？;利用玻璃片堆产生线偏振光;玻璃堆;例 1、已知 ∶如图所示 有三块偏振片 p1， p2， p3，第一块和第三块偏振化方向互相垂直 ，第一块 与第二块偏振化方向成 ?角 ，入射光为自然光 ，光 强为 I0，求透射光光强 。 ;例 2、一束自然光以 600角入射到玻璃表面上 ，若 反射光是 完全偏振光 ，求透射光的折射角和玻璃 的折射率 。 ; 偏振片的应用很广：;驾驶员戴上偏振太阳镜可以防止马路反射光的炫目。;有反射光干扰的橱窗;总结前述：从普通光源中获得线偏振光的方法 利用各向异性物质的二向色性 (偏振片) 物质对振动方向显现出吸收系数的不同 2.利用自然光在两个各向同性介质表面的反射 (布儒斯特仪) 物质对振动方向显现出反射系数的不同 3.利用各向异性晶体的双折射(晶体偏振器) 物质对振动方向显现出传播速度的不同;15.14 光的双折射 ;光;光;光;双折射材料;单轴晶体：只有一个光轴的晶体。;2、主平面：晶体中任意一条光线与光轴构成的平面。;晶体对 e 光的主折射率：;o 光在晶体中各个方向上的传播速度相同。;A;A;A;A;;A;A;（2） 平面波垂直入射方解石晶体;（3） 平面波垂直入射方解石晶体 光轴垂直于晶面;（4） 平面波垂直入射方解石晶体 光轴平行于晶面;（5） 平面波垂直入射方解石晶体 光轴平行于晶面;71;68;68;68;68;68;68;o;尼可耳棱镜可以用作起偏器与检偏器。;15.15.2.沃拉斯顿棱镜;15.15.3、波晶片（晶体移相器）;光经过光程为;*若O光和e光的相位差为： ；则波片的厚度为：;称为四分之一波片。光程差为1/4波长的奇数倍。; 一束振幅为A的线偏振光正入射在波片上，入射光的振动面与光轴的夹角为θ;y; δo δe 分别为 o光和 e光经过波片后产生的相位差。; 经半波片后，出射光仍为线偏振光。但相对入射前旋转了2θ;出射光;（4）对于一般情况，即波片的厚度为任意值d;① 四分之一波片; (正)椭圆或圆偏振光,经1/4波片为什么可以 获得线偏振光呢?;作用：可使线偏振光的振动面转过一个角度。;若入射的是椭圆偏振光,经 1/2 波片,出来仍是 椭圆偏振光,但是旋转的方向改变,而且椭圆的 长轴转过 2? 角.;2、偏振光的检验;2）如上图所示，对于自然光和圆偏振光，透过光强无变化的为自然光；透过光强变化且消光的为圆偏振光；;检偏器;入射光;例（P273例15－31）： 在两偏振片P1 P2 之间插入1/4波片，并使其光轴与P1 的偏振化方向间成45°角。光强为 I0 的单色自然光垂直入射于P1 ，转动P2 ，求透过P2 的光强。;两个分振动透过P2 的振幅都只是它们沿P2 方向的投影。; 此结果表明，通过P2的光强只有圆偏振光的一半，也是透过P1的线偏振光光强 I1的一半，即;15.16 偏振光的干涉 人工双折射;(忽略吸收和其它损耗) 由振幅矢量图，知：;使干涉衬比度好。;∴ 通过 P2 后两束偏振光的相位差为;石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹）;?若白光入射，而d 均匀，则屏上由于某种 颜色干涉相消，另一些颜色干涉相长， 而呈现它的互补色。 如红色（或蓝色）相消→显绿色（或黄色），这叫（显）色偏振.;硫代硫酸钠晶片的