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11-6 光的偏振 第六讲 光的偏振 0. 回顾. 1 光的偏振状态 2 线偏振光的获得与检验 3 反射和折射光的偏振 1. 一个原理 惠更斯——菲涅耳原理 2. 两种方法 半波带法 振幅矢量法（了解） 3. 三类问题 单缝衍射——单纯衍射 圆孔衍射—— 衍射 光栅 —— 衍射和干涉的综合 0 回顾 喑 明 (2) 任何光学仪器都存在分辨率的问题 (1) 无论孔、缝，衍射都出现光的扩展 ， ? 几何光学 4. 四点结论 (3) 光栅方程 (4)衍射反比定律 k = 0，1，2， · · · i ： 入射角 ? ：衍射角 光的波动性 光的干涉、衍射 . 光波是横波 光的偏振 . 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 §6.1 光的偏振状态 一. 完全偏振光 E 播 传 方 向 振 动 面 · 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E Ey Ex y x ? 1.线偏振光（linearly polarized light） 表示法： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 右旋圆 偏振光 右旋椭圆 偏振光 0 y y x z 传播方向 ? /2 x 某时刻左旋圆偏振光 E 随 z 的变化 E 2. 圆偏振光（circularly polarized light）和 线、圆和椭圆偏振光均称为完全偏振光。 椭圆偏振光（ellipticly polarized light） 二. 自然光（natural light） 垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 自然光的表示法： 没有优势方向 自然光的分解 一束自然光可分解为两束振动方向相互 · · · 非相干 三. 部分偏振光 表示法： 自然光和完全偏振光的混合--部分偏振光 分解 非相干 平行板面的光振动较强 · · · · · · · · 垂直板面的光振动较强 例：天空的散射光和水面的反射光。 偏振度： 部分偏振光的总强度 完全偏振光的强度 自然光的强度 P=0，自然光 0P1,部分偏振光 P=1，完全偏振光 §6.2 线偏振光的获得与检验 一. 起偏 ▲ 起偏的原理：利用某种光学的不对称性 ▲ 偏振片（Polaroid）P（获得线偏振光）： ▲ 起偏器（polarizer）：起偏的光学器件 · 非偏振光 线偏振光 光轴 电气石晶片 · · ——从自然光获得偏振光 N M 二　马吕斯定律（1880 年） 检偏器 起偏器 N M 马吕斯定律 强度为 的偏振光通过检偏振器后, 出射光的强度为 三. 线偏振光的检偏 若 I 不变 ? ？是什么光 若 I 变，有消光 ? ？是什么光 若 I 变，无消光 ? ？是什么光 在两块正交偏振片 之间插入另一块偏振片 ，光强为 的自然光垂直入射于偏振片 ，讨论转动 透过 的光强 与转角的关系 . 讨论 若 在 间变化， 如何变化？ §6.3 反射和折射光的偏振 一. 反射和折射时光的偏振 · · · · · · · n1 n2 i i r · 自然光反射和折射后成为部分偏振光 · S 分量 P 分量 入射角i变 ?反射、折射光的偏振度也变。 i =α时，反射光只有S分量,此时，反射光线与折射光线垂直。 α —布儒斯特角（Brewster angle）或起偏角 i = α 时，反射光只有S分量： α +r0 = 90? 由 有 — 布儒斯特定律 · · · · · n1 n2 α α r0 线偏振光 · · S · · （Brewster Law） 思考 ① 如何测量不透明介质的折射率？ ② 在拍摄玻璃窗内的物体时，如何去 掉反射光的干扰？ 则： 若 n1 =1.00 （空气）， n2 =1.50（玻璃）， 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 二. 玻璃片堆起偏和检偏 1. 起偏 当i = α时： 自然光从空气→玻璃： 由光的电磁理论， （太弱） 用玻璃片堆能增强反射偏振光的强度 · · · · · · · · · · · · · · · · i0 接近线偏振光 · · · · · · · · · · · · · · 玻璃片堆 线偏振光 讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 ）. 讨论 如图的装置