自然光和偏振光.ppt

16-1自然光和偏振光*实验：试想象你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好了，如果你现在拿绳子上下波动，这些波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是“透明的”。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了。一何谓光的偏振*机械波穿过狭缝对纵波而言，包含传播方向与振动方向所构成的平面，哪一个都一样，没有一个显示出与另一个有什么区别或不同。称之为：波的振动方向对传播方向具有对称性。光的振动方向在振动平面内不具有对称性，叫做光的偏振。对横波而言，由传播方向与振动方向所构成的平面，与包含传播方向而不包含振动方向的其它平面有区别。称之为：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。机械波的横波与纵波的区别------偏振光的波动性光的干涉、衍射光波是横波光的偏振二自然光偏振光部分偏阵光*普通光源发光的特点：?在同一时间在大批原子发光；（不是全部）?就单个原子而言，每个原子都是断断续续发光，每次发光时间极短（~10-8s）且一次只能发出一个有限长具有偏振性的波列。?同一原子先后发出的光及同一瞬间不同原子发出的光的频率、振动方向、初相位、发光的时间均是随机的。结论：大量原子所发出的光的合振动的振动面是随机的，且各个方向的几率相同。观测光矢量在各个方向的平均值,没有哪一个方向占优势,也没有在任何时间段内占优势,即这种光在时间上具有均匀性,在空间上具有对称性.这就是自然光.1自然光：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等(轴对称)这样的光叫自然光。自然光以两互相垂直的互为独立的（无确定的相位关系）振幅相等的光振动表示，并各具有一半的振动能量。符号表示总光矢量分量的特点：(2)各光矢量间无固定的相位关系。(1)互相垂直方向是任选的。(3)各光矢量振幅相等。2偏振光*符号表示3部分偏振光光矢量始终沿某一固定方向振动的光被称为线偏振光。振动面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被称为部分偏振光。符号表示偏振度*若一偏振光，光强最强的方向的光强的平均值为Imax，与之垂直方向的光强平均值为Imin，则：偏振度：讨论：?完全偏振光?部分偏振光?自然光XY*16-2起偏和检偏马吕斯定律一偏振片的起偏与检偏*起偏二向色性:某些物质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，这种性质称二向色性。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。偏振化方向起偏器偏振片的起偏作用检偏器检偏起偏器检偏：用偏振器件检验光的偏振态I?P待检光若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？然光混合而成的部分偏振光设入射光可能是自然光线偏振光或由线偏振光与自或旋转*二马吕斯定律（Maluslaw1880年）马吕斯定律：强度为I0的偏振光通过检偏振器后,出射光的强度为检偏器起偏器NM例1有两个偏振片,一个用作起偏器,一个用作检偏器。当它们偏振化方向间的夹角为300时,一束单色自然光穿过它们,出射光强为I1；当它们偏振化方向间的夹角为600时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强为I2，且I1=I2。求两束单色自然光的强度之比。解：设两束单色自然光的强度分别为I10和I20经过起偏器后光强分别为和。经过检偏器后*例2在两块正交偏振片P1，P3之间插入另一块偏振片P2，光强为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，讨论转动P2时透过P3的光强I3与转角的关系。P1P3P1P3P2*P1P3P216-3布儒斯特定律*空气玻璃入射面：入射光线和法线所成的平面。反射光：部分偏振光，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动。折射光：部分偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动。理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关。光反射与折射时的偏振布儒斯特定律（1812年）*空气玻璃反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。当(1)反射光和折射光互相垂直。特点(2)根据光的可逆