-光的偏振馬呂斯定律

1、 電磁波是橫波，電磁波是橫波，E E、B B、v v三者都是垂三者都是垂直的。直的。1. .機(jī)械橫波特點(diǎn)：機(jī)械橫波特點(diǎn)：播播傳傳方方向向振振動(dòng)動(dòng)面面6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 播播傳傳方方向向振振動(dòng)動(dòng)面面2. .光波的特點(diǎn)：光波的特點(diǎn)： 由于光源發(fā)光是由大量原子發(fā)光組成，由于光源發(fā)光是由大量原子發(fā)光組成，每個(gè)原子發(fā)光的振動(dòng)方向都是隨機(jī)的，每個(gè)原子發(fā)光的振動(dòng)方向都是隨機(jī)的，E E 和和 B B 在各方向的振動(dòng)都存在?？梢鹑嗽诟鞣较虻恼駝?dòng)都存在?？梢鹑说囊曈X的只有的視覺的只有 E E 矢量（光矢量）。矢量（光矢量）。E E每個(gè)光矢量可分解為兩相

2、互垂直的振動(dòng)。每個(gè)光矢量可分解為兩相互垂直的振動(dòng)。E E6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 3. .自然光自然光用相互垂直的光振動(dòng)描寫自然光。用相互垂直的光振動(dòng)描寫自然光。這兩個(gè)方向的光振動(dòng)的光強(qiáng)為自然光強(qiáng)這兩個(gè)方向的光振動(dòng)的光強(qiáng)為自然光強(qiáng)度的一半。度的一半。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光、偏振光自然光、偏振光 4. .偏振光偏振光-線偏振光線偏振光只有某一個(gè)方向的光振動(dòng)。只有某一個(gè)方向的光振動(dòng)。5. .部分偏振光部分偏振光某一個(gè)方向的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。某一個(gè)方向的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 一、一、 自然光

3、、偏振光自然光、偏振光 某些物質(zhì)能強(qiáng)烈地吸收某個(gè)方向的光某些物質(zhì)能強(qiáng)烈地吸收某個(gè)方向的光振動(dòng)，當(dāng)自然光照射上時(shí)，只允許某個(gè)特振動(dòng)，當(dāng)自然光照射上時(shí)，只允許某個(gè)特定方向的光振動(dòng)通過，形成偏振光。定方向的光振動(dòng)通過，形成偏振光。1. .偏振片偏振片 聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夾在兩玻聚乙烯醇浸碘后拉成薄膜，夾在兩玻璃片間制成偏振片。璃片間制成偏振片。2. .偏振化方向偏振化方向允許特定光振動(dòng)通過的方向。允許特定光振動(dòng)通過的方向。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏與檢偏偏振片、起偏與檢偏 3. .起偏起偏將自然光轉(zhuǎn)變成偏振光的過程。將自然光轉(zhuǎn)變成偏振光的過程。1P6. 6.

4、光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏與檢偏偏振片、起偏與檢偏 4. .檢偏檢偏檢測(cè)偏振光的過程。檢測(cè)偏振光的過程。1P2P6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏與檢偏偏振片、起偏與檢偏 2P1P當(dāng)當(dāng) P1 / P2 時(shí)，時(shí)，0透射光最強(qiáng)。透射光最強(qiáng)。0I1I2I當(dāng)當(dāng) P1 P2 時(shí)，時(shí)，2透射光為透射光為0。0121II6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 二、二、 偏振片、起偏與檢偏偏振片、起偏與檢偏 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 2P1P0I1I2I 兩偏振片兩偏振片偏振化方向偏振化方向夾角為夾角為

5、。2P1P 將通過將通過 P1 的光的光矢量振幅矢量振幅 A1 ，分解分解為平行于為平行于P2 的分量的分量 A2 和垂直于和垂直于P2的分的分量量 A 。2AA1A6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 垂直分量垂直分量 A 不能通過不能通過P2 ，平行分量平行分量 A2 可通過可通過 P2 。2P1P1AA2Acos12AA由于光強(qiáng)與光振幅平方成正比，由于光強(qiáng)與光振幅平方成正比，2AI212212AAII21221cosAA2cos212cosII20cos21I馬呂斯定律馬呂斯定律，211AI222AI6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定

6、律馬呂斯定律 212cosII20cos21I馬呂斯定律馬呂斯定律討論：討論：1. .當(dāng)當(dāng) 或0時(shí)，時(shí)，12II2. .當(dāng)當(dāng)232或時(shí)，時(shí)，02I6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 2P1P0I1I2I立體電影立體電影6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 例例1. .兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時(shí)沒有光線透過。當(dāng)其中一偏振入射其上時(shí)沒有光線透過。當(dāng)其中一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)180 時(shí)透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化時(shí)透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為為: : B （A）光強(qiáng)單調(diào)增加；）光強(qiáng)單調(diào)增加；（

7、B）光強(qiáng)先增加，后有減小至零；）光強(qiáng)先增加，后有減小至零；（C）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加；）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加；（D）光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加再）光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加再減小至零。減小至零。6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 例例2. .有三個(gè)偏振片堆疊在一起，第一塊與有三個(gè)偏振片堆疊在一起，第一塊與第三塊的偏振片化方向相互垂直，第二塊第三塊的偏振片化方向相互垂直，第二塊和第一塊的偏振化方向相互平行，然后第和第一塊的偏振化方向相互平行，然后第二塊偏振片以恒定的角速度二塊偏振片以恒定的角速度 w 繞光傳播的繞光傳播的方向旋轉(zhuǎn)，設(shè)入射自然光的光

8、強(qiáng)為方向旋轉(zhuǎn)，設(shè)入射自然光的光強(qiáng)為 I0。試試證明：證明：此自然光通過這一系統(tǒng)后，出射光此自然光通過這一系統(tǒng)后，出射光的光強(qiáng)為的光強(qiáng)為16/)4cos1 (0tIIww自然光I01P2P3PI2sincos220I,時(shí)刻證明：由圖所示，在t82sin20I2cos22IIP3P2P1w2w自然光I01P2P3PII1I2,2/01IIcos212II6. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律馬呂斯定律 16)4cos1 (0I16)4cos1 (0tIw82sin20IIw自然光I01P2P3PII1I2P3P2P1w26. 6. 光的偏振光的偏振 / / 三、三、 馬呂斯定律

9、馬呂斯定律 當(dāng)自然光入射到當(dāng)自然光入射到媒質(zhì)表面時(shí)，反射光媒質(zhì)表面時(shí)，反射光和折射光都是部分偏和折射光都是部分偏振光。振光。i1n2n當(dāng)當(dāng)入射角滿足入射角滿足120tgnni時(shí)，反射光為時(shí)，反射光為偏振光，折射光為部分偏振光。偏振光，折射光為部分偏振光。7 7反射光與折射光的偏振反射光與折射光的偏振 / / 一、二、布儒斯特定律一、二、布儒斯特定律0000cossinsinsiniiri00cossinir02sini002ir200ri證畢證畢即反射線與折射線垂直。即反射線與折射線垂直。0i1n2n0i0r7 7反射光與折射光的偏振反射光與折射光的偏振 / / 一、二、布儒斯特定律一、二、布

10、儒斯特定律120tgnni玻璃玻璃n2=1.5 ，3 .560i布儒斯特角布儒斯特角水水n2=1.33 ，1 .530i 玻璃堆可產(chǎn)生玻璃堆可產(chǎn)生較強(qiáng)的反射偏振光。較強(qiáng)的反射偏振光。0r0i0i7 7反射光與折射光的偏振反射光與折射光的偏振 / / 三、玻璃堆三、玻璃堆120tgnni玻璃玻璃n2=1.5 ，3 .560i布儒斯特角布儒斯特角水水n2=1.33 ，1 .530i 玻璃堆可產(chǎn)生玻璃堆可產(chǎn)生較強(qiáng)的反射偏振光。較強(qiáng)的反射偏振光。0r0i0i13.13.反射光與折射光的偏振反射光與折射光的偏振 / / 三、玻璃堆三、玻璃堆例例. .一束自然光自空氣射向一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃一塊平板玻璃(如圖如圖)，設(shè)，設(shè)入射角等于布儒斯特角入射角等于布儒斯特角i0，則在界面則在界面 2 的反射光的反射光 B （A）光強(qiáng)為零；）光強(qiáng)為零；（B）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面；垂直于入射面；（C）是完全偏振光