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光的偏振 基本要求 了解光的偏振现象，理解自然光、线偏振光和部分偏振光的区别与表示方法。 理解起偏器和检偏器的工作原理与作用。掌握马吕斯定律，能熟练应用该定律计算偏振光通过检偏器后的光强变化。 了解光在反射和折射时偏振状态的变化。掌握布儒斯特定律，能应用该定律计算起偏角，了解利用反射和折射获得偏振光的方法。 了解双折射现象，理解双折射现象中寻常光和非寻常光的区别。了解双折射光线中的偏振状态，以及利用双折射获取偏振光的方法，理解光轴、主截面和光线主平面的概念。 内容提要 光的偏振状态 光波是横波，偏振是横波特有的现象。通常光波具有五种偏振状态：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。 偏振片的起偏和检偏 (1)偏振片:用能够吸收其它方向光振动，而只让某一方向光振动通过的物质制成的透明薄片。 (2)偏振片的偏振化方向（透光轴）:偏振片允许通过的光振动方向。 (3)偏振片的起偏作用:当强度为的自然光通过偏振片时，只有平行光偏振化方向的光振动能够通过，因此透射光为线偏振光，透射光强为。 (4)偏振片的检偏作用:当线偏振光通过偏振片时，在偏振片的旋转过程中，透射光的光强作周期性变化。 马吕斯定律 如果入射到检偏器的线偏振光强为，则透射光的光强为 式中，为线偏振光的振动方向和检偏器的偏振化方向之间的夹角。注意：自然光入射到检偏器上，其透射光强为入射光强的一半，而与夹角无关。 布儒斯特定律 自然光入射到两种介质的交界面时，反射光中垂直于入射面的光振动大于平行于入射面的光振动，折射光中平行于入射面的光振动大于垂直于入射面的光振动，且反射光的偏振化程度与入射角有关。当入射角等于某个特定值时，反射光成为振动方向垂直于入射面的线偏振光。入射角满足下式 式中，为介质2对介质1的相对折射率，称为起偏角或布儒斯特角。 双折射现象 当光线入射到各向异性晶体时，通常会产生两束折射光。一束满足普通的折射定律，且为垂直于主平面的偏振光，称为为寻常光（光）；另一束不满足折射定律，且为平行于自己主截面的偏振光，称为非寻常光（光）光和光的折射率相同，不产生双折射现象，这个方向称为晶体的光轴，只有一个光轴的晶体称为单晶体，有两个光轴的晶体称为双轴晶体。 (2)晶体的主截面 光轴与任一天然晶面的法线所构成的平面，称为晶体的主截面。 (3)光线的主平面 光轴与晶体内任一折射光线所构成的平面，称为该光线的主平面。 重点、难点分析 关于光的偏振性 光波是横波，是由于光的偏振性是任一分子（或原子）发出的光波的光矢量振动方向总是与光的传播方向相互垂直。由于光束中所包含的众多波列都具有偏振性，使得沿各方向的光振动都有，所以才会出现自然光，也才有可能把自然光转换成偏振光。由于不可能把一个原子所发射的光波分离出来，所以在实验中获取的线偏振光是包含众多原子发射的光波中振动方向相互平行的分量。 2．关于光的双折射 双折射是本章的重点内容，也是波动光学难度较大的内容之一，由于它要求读者具有较丰富的空间想象和理解能力。首先要理解几个基本概念，下面作几点讨论： （1）光轴：在双折射晶体中有一个确定的方向，沿着该方向光和光的折射率相同，不产生双折射现象。只有一个光轴的晶体称为单晶体，有两个光轴的晶体称为双轴晶体。但特别要注意的是：沿光轴方向传播的自然光离开晶体后仍是自然光。线偏振光入射到晶体时，也可能产生双折射而形成光和光。 （2）晶体的主截面 光轴与任一天然晶面的法线所构成的平面，称为晶体的主截面。 （3）光线的主平面 光轴与晶体内任一折射光线所构成的平面，称为该光线的主平面。 （4）寻常光（光）与非常光（光）的主要区别： ①寻常光遵守折射定律，对一定频率的单色光而言它在晶体内沿各个方向传播的折射率为一常数，折射面与入射面共面；而非常光不遵循通常的折射定律，它在晶体中传播时的折射率随入射角而变，折射面与入射面不一定共面，但对于给定的入射角，非常光还是有一个与之对应的确定的折射率。 ②由于光在介质中的折射率，所以寻常光和非常光折射率不同，说明它们在晶体中传播的速率不相等。寻常光沿任何方向传播的速率都相同；在各向异性的透明介质中非常光传播的速率则随入射角而变，但在光轴方向，两种光都具有相同的速率。 怎样判定寻常光（光）与非常光（光）的振动方向 先要按晶体结构规定一些特定的方向作为标识。寻常光的光振动垂直于自己的主平面， 非常光的光振动在自己的主平面内。当入射光的入射面是晶体的主截面时，光和光的主截面重合且就在入射面（主截面）内，这时光和光的振动方向相互垂直，在实际应用中为使问题简化，一般选择这种情况。此外还应注意：①光和光是对一定取向的