大学物理课件（华南理工大学）第十二章 光的偏振.pptVIP

§12.1 自然光和偏振光 偏振 §12.2 起偏和检偏 §12.2.1 偏振片 二向色性：某些材料能吸收某一方向的光振动 , 而只让与这个方向垂直的光振动通过 偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片 偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向 §12.3 反射和折射时的偏振 反射和折射时的偏振现象 §12.5 偏振光的应用 防止对方车灯耀眼 * 马吕斯 本章教学要求： 理解自然光和线偏振光。 理解布儒斯特定律及马吕斯定律。 了解双折射现象。 了解线偏振光的获得方法和检验方法。 了解圆偏振光、椭圆偏振光及偏振光的干涉。 本章重点： 线偏振光,马吕斯定律,布儒斯特定律。 本章难点： 偏振光的获得方法和检验方法,布儒斯特定律 内容 §12.1 自然光和偏振光 §12.2 起偏和检偏 §12.2.1 偏振片 §12.2.2 马吕斯定律 §12.3 反射和折射时的偏振 §12.4 双折射现象 §12.5 偏振光的应用 不同振动方向与传播方向所构成的平面是有区别的。波的振动方向对传播方向不具有对称性。这种不对称性称之为偏振。 线偏振光 光 电磁波 横波 光矢量只在某确定平面内振动 线偏振光 Z X Y 表示： 振动面：xz平面 表示： Z X Y 振动面：yz平面 自然光 一个原子 偏振光 大量原子 极短时间 振动在任意方向等概率分布 合矢量变化在所有方向历经 （空间对称性） （时间均匀性） 自然光 同时刻大量原子发光 每个原子发出有限长偏振波列 时空非相干性 普通光源发光 任意取定正交的x和y轴 任一光矢量可分解为x和y两个方向分量 两个方向分量各自非相干叠加为 X Y 结论：自然光的横波性被发光的随机 性所破坏或掩盖。 自然光的线偏振表示 部分偏振光 圆偏振光、椭圆偏振光…… 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 . 符号表示 偏振化方向 偏振片 0 I 偏振片的透光性质 偏振片的用途——起偏和检偏 A）作起偏振器 Is Is/2 B）作检偏振器 偏振光 变暗 自然光 不变暗 Is Is/2 Is/2 Is/2 Is/2 §12.2.2 马吕斯定律 N M 检偏器 起偏器 N M 马吕斯定律 垂直M的分量不能透过 平行分量透过 马吕斯定律的内容： 强度为 的线偏振光 偏振片 1.光强改变 2.仍然为线偏振光,但振动方向改变 角度 N M P1 P2 例：一束自然光，光强度为I0，让其出射两个偏振片， 两个偏振片之间的夹角为450，求从第二个偏振片出射的偏振光强度。 解： I0 自然光 I0/2 1、反射光中垂直振动 强于平行的振动； 2、折射光中平行的振 动强于垂直振动； 3、反射光折射光偏振 化的程度随入射角 的不同而不同。它 们都是部分偏振光. n2 n1 布儒斯特定律 当入射角 等于一特定角 ，满足： 时，反射光只有垂直于入射面的振动,变为线偏振光 ?这个特定的角称为 布儒斯特角； ?此时折射光仍为 部分偏振光； ?入射角为起偏振角 时，反射光与折射 光互相垂直。 （试证明） n2 n1 ?入射角为起偏振角时，反射光与折射光互相垂直。 证明： 由折射定律： 式（1）（2）对照： （证毕！） n2 n1 由布儒斯特定律： 通过多次反射和折射获得偏振光 n1 n2 n1 n2 每层玻璃下表面的反射光也为偏振光吗？ §12.4 双折射现象 动 光 学 双折射现象 波 动 光 学 恒量 玻璃 折 射 定 律 方解石晶体 A C B o e D e o o光：遵从折射定律的光束 e光：不遵从折射定律的光束 实验证明： O 光和 光均为偏振光 双折射现象--同一束光线在晶体的界面上产生折射，晶体内的折射光分为两束。 双折射产生的原因 o光波阵面 光波阵面 光轴 常数 非常数 （2）e光在晶体中的传播速度介于vo与ve之间（在光轴方向为vo,在垂直光轴方向为ve） ；e光在晶体中的折射率介于no和ne之间（在光轴方向为no,在垂直光轴方向为ne）. （1）o光在晶体中的传播速度为vo；o光的折射率为no. 对车的光不能透过 己车的光经反射可以透过 *