大学物理课件-光的偏振.pptVIP

* * §14-1 自然光和偏振光 电磁波中起光作用的是电场矢量(光矢量) 偏振态：光矢量的振动状态 五种偏振态：自然光，线偏振光，部分偏振光，椭圆偏振光，圆偏振光 §14-1 自然光和偏振光 1.自然光 在垂直于光传播方向的平面内，各个方向光矢量的振幅相等 §14-1 自然光和偏振光 2.线偏振光 光矢量只沿一个固定方向振动(又称平面偏振光) 振动面 光矢量 §14-1 自然光和偏振光 3.部分偏振光 在垂直于光传播方向的平面内，各方向都有光振动，但振幅不等 §14-1 自然光和偏振光 在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量以一定的频率旋转 4.圆和椭圆偏振光 椭圆偏振光：矢量端点轨迹为椭圆 圆偏振光：矢量端点轨迹为圆 §14-1 自然光和偏振光 偏振片 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 一、起偏与检偏 偏振片：吸收某方向光振动，而与其垂直方向的光振动能通过的装置 偏振化 方向 偏振化方向：能通过光振动的方向 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 检偏：用偏振片检验光线的偏振化程度 起偏：自然光通过偏振片后变为线偏振光 起偏 检偏 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 二、马吕斯定律 ----马吕斯定律 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 (1)a =0或a =1800时, I2=I1光强最强 讨论： (2)a=900或a=2700时, I=0光强最弱 问题：之间插入另一偏振片，情况如何？ §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 [例1]两平行放置的偏振片，偏振化方向成300角，自然光垂直入射后，透射光与入射光的强度之比为多少? (分别讨论无吸收和10%的吸收的情况) 解：(1)无吸收时 根据马吕斯定律 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 (2)10%吸收时 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 [例2]强度分别为I1、 I2的自然光和线偏振光同时垂直入射于偏振片P1，在E处观察通过偏振片P2后的光强。(1)P1任意放置后不动, 将P2以光线方向为轴转动一周, 计算并讨论在E处所观察的光强变化情况； (2)要在E处得到最大光强，应如何实现? 解：(1)设P1、P2的偏振化方向夹角为? §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 入射偏振光振动方向与P1偏振化方向夹角设为? 自然光： 线偏振光： 因I1”和I2”是非相干光 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 即在E处观察到的光强随P2的转动而周期性变化 时 时 (2)在E处得到最大光强，须同时满足 ， 则 §14-2 起偏与检偏 马吕斯定律 §14-3 反射和折射时光的偏振 一、部分偏振现象 自然光在两各向同性媒介分界面上： 特点： 反、折射光均为部分偏振光 反射光垂直入射面的振动较强，折射光反之 §14-3 反射和折射时光的偏振 　 二、布儒斯特定律 1812年布儒斯特发现： 布儒斯特角 此时有 由折射定律 §14-3 反射和折射时光的偏振 ----布儒斯特定律 某入射角时，反射光为线偏振光，振动方向垂直于入射面 说明： (1)i= i0时，反射光为线偏振光，折射光仍是部分偏振光，但此时偏振化程度最高 (2)反射光光强较弱，折射光较强 (3)自然光通过玻璃片堆，可使折射光的偏振化程度增加。玻璃片足够多时，可使折射光为完全偏振光 §14-3 反射和折射时光的偏振 [例3]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 §14-3 反射和折射时光的偏振 又 §14-3 反射和折射时光的偏振 §14-4 光的双折射现象 一、双折射现象 双 折 射 双 折 射 双 折 方解石晶体 o光 e光 寻常光(o光)：遵守折射定律 非常光(e光)：不遵守折射定律 §14-4 光的双折射现象 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转 §14-4 光的双折射现象 二、双折射光的偏振特点 1.概念 光轴：光线在晶体中沿某一方向传播时不发生双折射现象，这一方向称为晶体的光轴 单轴晶体：只有一个光轴的晶体，如方解石、石英等 双轴晶体：有两个光轴的晶体，如云母、硫磺等 §14-4 光的双折射现象 主截面：光轴和晶体表面法线组成的平面 主平面：o光或e光与光轴组成的平面 光轴 法线 主截面 光轴 o光 e光 §14-4 光的双折射现象 一般情况下，e光不一定在入射面内，o光和e光的主平面并不重合 光轴 o光 光轴 e光 o光主平面 e光主平面 光轴 o光 e光 §14-4 光的双折射现象 (1) o光和e光均为线偏振光 2.特点 §14-4 光的双折射现象 (2) o光的振动方向垂直于它自己的主平面，e光的振动方向