118偏振光的產(chǎn)生與檢驗

1、11 -8 偏振光的產(chǎn)生與檢驗偏振光的產(chǎn)生與檢驗e e沒有優(yōu)勢方向沒有優(yōu)勢方向自然光的分解自然光的分解 一束自然光可分解為兩束振一束自然光可分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不動方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。相干的線偏振光。yxee yxiii 1.自然光自然光：在垂直于光傳播方向的平面上，各方向光矢量（光振動振幅）相等的光。一、自然光、偏振光一、自然光、偏振光圖示法：圖示法：2.2.線偏振光線偏振光：只有一個固定方向上存在光振動。e播播傳傳方方向向振振動動面面圖示法：圖示法：光振動垂直板面光振動垂直板面光振動平行板面光振動平行板面 面對光的傳播方向看面對光的傳播方向看3部分偏

2、振光部分偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，各方向的光振動都存在，但他們的振幅不相等。部 分 偏部 分 偏振光振光部 分 偏 振部 分 偏 振光的分解光的分解圖示法：圖示法： 部分偏振光可分解為兩束振動方向相互垂直的、不等幅部分偏振光可分解為兩束振動方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光。的、不相干的線偏振光。平行板面的光振動較強平行板面的光振動較強垂直板面的光振動較強垂直板面的光振動較強二、二、 起偏和檢偏起偏和檢偏偏振片偏振片（二向色性）：只讓自然光中某一方向上的光通過，其他方向的光全部被吸收，能夠起這種作用的光學元件叫偏振片。表示偏振化方向 起偏的原理起偏的原理：利用某利用某些材料在

3、些材料在光學光學性性 質(zhì)上的各向異性。質(zhì)上的各向異性。1.起偏器：起偏器： 能夠產(chǎn)生線偏振光的光學器件。021ii 偏振片偏振片微晶型微晶型電氣石晶片電氣石晶片非偏振光非偏振光線偏振光線偏振光光軸光軸分子型分子型x yzz 入射入射電磁波電磁波線柵起偏器線柵起偏器檢偏器：檢偏器：能夠檢驗一束光是否是線偏振光的光學元件。 i 不變不變待檢光是什么光待檢光是什么光 i 變，有消光變，有消光待檢光是什么光待檢光是什么光 i 變，無消光變，無消光待檢光待檢光是什么光是什么光 檢偏：檢偏：用偏振器件分析、檢驗光的偏振態(tài)用偏振器件分析、檢驗光的偏振態(tài)p i0ip e0 e=e0cos 三、三、 馬呂斯定律

4、馬呂斯定律, 2 0 0ei 20cosii 0max0iii ， 02 i， 馬呂斯定律馬呂斯定律消光消光 2 2 0 2 cos eei p e0 e=e0cos 例題例題1 1 用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。在它們的偏振化方向用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。在它們的偏振化方向成成30300 0角時，觀測一光源，又在成角時，觀測一光源，又在成60600 0角時，觀察同一位置處的另一光源，兩角時，觀察同一位置處的另一光源，兩次所得的強度相等。求兩光源照到起偏器上光強之比。次所得的強度相等。求兩光源照到起偏器上光強之比。解解 : : 令令i i1 1和和i i2 2分別為兩光源照

5、到起偏器分別為兩光源照到起偏器上的光強。透過起偏器后，光的強度分上的光強。透過起偏器后，光的強度分別為別為i i1 1/2/2和和i i2 2 /2 /2。按照馬呂斯定律，透。按照馬呂斯定律，透過檢偏器后光的強度為過檢偏器后光的強度為60cos22212ii 所以所以30cos21211ii 但按題意但按題意21ii 60cos30cos2221ii 即即3130cos60cos43412221 ii1p2p030四、四、 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振自然光反射和折射自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光后產(chǎn)生部分偏振光n1n2i irn1n2i0i0r0線偏振光線偏振光s自然光以自然光

6、以 入射后反入射后反 射光為完全偏振光射光為完全偏振光 起偏振角起偏振角0i0i五、五、 布儒斯特布儒斯特定律定律實驗證明：實驗證明：i = i0 時，反射光只有時，反射光只有s分量分量i 0 布儒斯特角或布儒斯特角或 起偏角起偏角并且并且 i0 +r0 = 90o 由由 020201cossinsininrnin有有 布儒斯特定律布儒斯特定律21120tgnnnin1n2i0i0r0線偏振光線偏振光s 對對空氣空氣與與玻璃玻璃組合的情況組合的情況n n1 1 =1.00 (=1.00 (空氣空氣),),若若n n2 2 =1.50 =1.50 ( (玻璃玻璃) )，則：，則：互互余余空空氣氣

7、玻玻璃璃玻玻璃璃空空氣氣 423350.100.1tg 185600.150.1tg1010ii 玻璃片堆玻璃片堆：用以增大反射光的強度和折射光：用以增大反射光的強度和折射光 的偏振化程度。的偏振化程度。當當i i = =i i0 0時時，反射光強度，反射光強度i i和反射光的強度和反射光的強度i i 之比為之比為)(sin21 020riii自然光從空氣自然光從空氣玻璃玻璃%7 0iii0( (接近線偏振光接近線偏振光) ) 玻璃片堆玻璃片堆5.1 5.1 玻璃片堆玻璃片堆 5.2 5.2 玻璃片堆玻璃片堆檢偏檢偏若反射光光強不變則入射光是若反射光光強不變則入射光是自然光自然光若反射光光強變

8、且有消光則入若反射光光強變且有消光則入射光是線偏振光射光是線偏振光i0 若反射光光強變且無消光則入若反射光光強變且無消光則入射光是部分偏振光射光是部分偏振光 讓待檢光以布儒斯特角讓待檢光以布儒斯特角 入射到界面上，以入射入射到界面上，以入射線為軸旋轉(zhuǎn)界面（保持線為軸旋轉(zhuǎn)界面（保持 不變）不變）0i0ii ( (接近線偏振光接近線偏振光) )六、六、光的光的雙折射雙折射1、 尋常光和非常光尋常光和非常光 一束入射光經(jīng)某些一束入射光經(jīng)某些晶體折射后可分成兩束晶體折射后可分成兩束光線的現(xiàn)象稱為光線的現(xiàn)象稱為雙折射雙折射。 實驗表明，實驗表明，雙折射雙折射現(xiàn)象中的兩束折射光線都是現(xiàn)象中的兩束折射光線都

9、是線偏線偏振光振光，分別稱為尋常光和非常光分別稱為尋常光和非常光。雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象 注：注：產(chǎn)生偏振光的方法有三種，光通過偏振片、折射和反射、雙折射可以產(chǎn)生偏振光。n1n2irore(各向異各向異性媒質(zhì)性媒質(zhì))自然光自然光o光光e光光尋常光（尋常光（o o光光）：）： 遵從折射定律遵從折射定律orninsinsin21 非常光（非常光（e e光光） : :一般不遵從折射定律一般不遵從折射定律constriesinsin注意：注意：e e 光折射線也不一定在入射面內(nèi)。光折射線也不一定在入射面內(nèi)。11-9 旋光現(xiàn)象旋光現(xiàn)象1、旋光現(xiàn)象：、旋光現(xiàn)象：偏振光通過某些透明物質(zhì)后，光矢量以傳播方偏振光通過某些透明物質(zhì)后，光矢量以傳播方 向為軸線發(fā)生旋轉(zhuǎn)。向為軸線發(fā)生旋