第12章-光的偏振

1、注：注：12.4 有星號(hào)，但要求掌握有星號(hào)，但要求掌握一、偏振是橫波的特性波的傳播方向；橫波：振動(dòng)方向垂直于垂直。的振動(dòng)方向與傳播方向、例如：電磁波是橫波，HE播方向的不對(duì)稱性。偏振：振動(dòng)方向?qū)τ趥鲗?duì)偏振的理解行；振動(dòng)只在某一方向上進(jìn)平面對(duì)振動(dòng)并不平權(quán)，垂直于傳播方向的任意) 1 (種不對(duì)稱性。只對(duì)橫波而言才具有這)2(分量。光波（電磁波）的為主，眼睛感光也是量）的討論中，一般以注：在電磁波接收（能EE vHEXYZo自然光與偏振光二、光的偏振 卻觀察不到偏振現(xiàn)象。光波是橫波，但自然光. 1有與光的機(jī)制的無(wú)序性，從而具因?yàn)橐话愎庠从捎诎l(fā)光振動(dòng)）。向的光的振動(dòng)（主要是傳播方向垂直的所有方E振波列

2、但自然光為許多平面偏即：光波雖然是橫波，。環(huán)繞傳播方向的對(duì)稱性的疊加，從而出現(xiàn)振向。振動(dòng)只在某一個(gè)平面內(nèi)平面偏振光:. 2光又稱線偏振光或全偏振線偏振光的獲得. 3，相垂直的分振動(dòng)的結(jié)論兩個(gè)無(wú)固定相位差的互根據(jù)自然光可以分解為垂直的平面偏振光。定相位差、振動(dòng)面互相自然光等效于兩個(gè)無(wú)固通過(guò)，阻止另一方向的振動(dòng)讓某一方向的振動(dòng)通過(guò)設(shè)想利用某一裝置，僅即可獲得偏振光。偏振光的表示方法. 4ccc自然光cc線偏振光cc部分偏振光片起偏器、檢偏器和偏振偏振光的裝置；起偏器：把自然光變成量損失）只有部分通過(guò)，會(huì)有能(否是偏振光；檢偏器：檢驗(yàn)?zāi)彻馐嵌ǚ较蛘駝?dòng)的光通過(guò)。偏振片：只允許在某特為檢偏器能作為起偏

3、器的也能作垂直紙面?；较?，光的傳播方向起偏器與檢偏器的偏振分別表示與2211 PPPP馬呂斯定律度變化規(guī)律）線偏振光經(jīng)檢偏器后強(qiáng)(而有可作如圖所示分解，從后，振動(dòng)，偏振光到光強(qiáng)，則后振幅為設(shè)自然光通過(guò)220001 PAIAP2202200coscosAAII。為通過(guò)檢偏器后的光強(qiáng)其中I20cosII 即：強(qiáng)度與起偏器和檢偏器，等于入射的偏振光的即：通過(guò)檢偏器的光強(qiáng)弦平方的乘積。的偏振化方向的夾角余自然光 線偏振光通過(guò)振動(dòng)片后1、光強(qiáng)改變2、振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)角度 夜行車，車燈前加偏振片燈罩，司機(jī)臺(tái)前玻璃也由偏振片做成，規(guī)定它們的偏振化方向都是左下右上傾斜45度。 司機(jī)可看到自己車燈發(fā)出的光，看不到

4、迎面駛來(lái)汽車車燈的光P1。為偏振片后的透射光強(qiáng)度角）相等，則通過(guò)三個(gè)向的夾角（取銳與前后兩片的偏振化方偏振片，其偏振化方向一片，若在兩片之間再插入是向間的夾角（取銳角）化方，則此兩偏振片的偏振光強(qiáng)為若通過(guò)兩個(gè)偏振片后的，的自然光垂直入射其上在一起，強(qiáng)度為例：兩個(gè)偏振片疊加放_(tái) _ 8/ 00II，變成偏振光。后，）自然光通過(guò)一偏振片解：（2101II 馬呂斯定律有再通過(guò)另偏振片后，由20012cos4128IIII60)2(329)30(cos)30(cos210220III角。稱全偏振角或布儒斯特此時(shí)的入射角0i布儒斯特定律振一、反射和折射時(shí)的偏 光振動(dòng)，反射光垂直入射面的自然光被反射和折射

5、時(shí)面內(nèi)的光振動(dòng)較強(qiáng)。較強(qiáng)；折射光中，入射）如圖a(均為部分偏振光；一般，折射光和反射光) i全偏振光，垂直時(shí)，反射光變成完當(dāng)反射光與折射光相互)ii偏振光。不過(guò)，折射光仍為部分定性描述21nnn2n10i0rn2n1ir定量分析由折射定律有120sinsinnnri從而有，又 2 0ri120000tancossinsinsinnniiiri相對(duì)折射率:12nn120tan nni 布儒斯特定律射獲得偏振光二、利用反射和多次折非常光:e尋常光和非常光一、雙折射 體內(nèi)的折射光體界面上產(chǎn)生折射，晶現(xiàn)象：自然光投射在晶為雙折射。分成兩束，這種現(xiàn)象稱、振動(dòng)方向有關(guān)。播速度與光的傳播方向原因：光在晶體中

6、的傳異性這稱為晶體的光學(xué)各向方向互相垂直。，且為全偏振光，偏振特點(diǎn)：折射光為兩束光尋常光:o關(guān)于尋常光和非常光 . 1constnrio00sinsin)(的一束折射光；：遵循通常的折射定律尋常光。而變，不一定在入射面不為常量，隨：不遵循折射定律，非常光irieesinsin)(光隨之旋轉(zhuǎn)。，當(dāng)晶體繞入射光旋轉(zhuǎn)時(shí)光不沿原方向，光但光射時(shí)，光的特殊現(xiàn)象：垂直入eereroee. 0, 00說(shuō)明兩束偏振光內(nèi)部而言的，出射后的光的區(qū)別僅是針對(duì)晶體光、eo ) 1 (律傳播。它介質(zhì)中，仍按通常規(guī)并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，即在其光均為全偏振光。光和振光，運(yùn)用雙折射也可得到偏oe)2(01vo度相同；均為光沿晶體各方

7、向傳播速）（晶體的光軸. 2同。光在晶體中傳播速度不光和產(chǎn)生雙折射的原因是eo都可畫出一條光軸。體內(nèi)的任意點(diǎn)是單指某一條線。過(guò)晶光軸是一個(gè)方向，而不 傳播速度不同。光在晶體不同的方向上）（e2，即不發(fā)生到一個(gè)或兩個(gè)方向使對(duì)任意晶體，總可以找oevv 特殊方向定義為晶體的雙折射現(xiàn)象的方向，此光軸，如方解石；折射的晶體稱單軸晶體只有一個(gè)方向不發(fā)生雙. a注意如云母等。射的晶體稱雙軸晶體，有兩個(gè)方向不發(fā)生雙折. b在垂直于光軸方向，o,e兩光傳播速度差別最大設(shè)該方向e光速度為ve,e光在該方向的折射率為eevcn O光的折射率都為oovcn ，我們稱no、ne為主折射率。S光軸v0負(fù)單軸晶體S光軸v

8、ove正單軸晶體負(fù)單軸晶體 none (如方解石） vove正單軸晶體 nove即e光的傳播速度介于vo與ve之間；e光的折射率介于no和ne之間.ve主平面. 3射光線的平面主平面：包含光軸和折光振向在主平面內(nèi)；，即與光軸垂直直光振動(dòng)方向與主平面垂eoi)()主截面的夾角而定。射時(shí)，則視偏振方向與光振幅相等；偏振光入、自然光入射，oeiii)入射面內(nèi)。，兩主平面重合，即在但當(dāng)光軸在入射面內(nèi)時(shí)光的主平面并不重合。光、即光不一定在入射面內(nèi)，一般情況下，eoeii)尼科耳棱鏡. 1主平面與主截面重合。內(nèi)傳播，射光在，入面成裝置：光軸與 48ACDFAC光。成過(guò)程：自然光入射，分eo,樹(shù)膠）（方解石中嵌入加拿大樹(shù)方解石oonn 樹(shù)方解石eenn光振動(dòng)面平行于光則穿過(guò)樹(shù)膠。；光在樹(shù)膠面發(fā)生全反射eeo主截面，為線偏振光。）起偏器應(yīng)用：（1）檢偏器（2時(shí)最弱。時(shí)透射光最強(qiáng)，夾角為角為兩尼科耳棱鏡主截面夾20相互垂直的線偏振光。渥拉斯頓棱鏡. 2。鏡組成，