光的偏振5-2課件

1、振動面u 左圖中線段表示光振動平行于圖面的線偏振光, 點表示光振動垂直于圖面.畫出相同的點和線段表示自然光,用來表示各個方向光振動幾率相同.線偏振光 光振動電矢量總是在一個固定的平面內(nèi),所以這種偏振光又叫做平面偏振光. 在與光傳播方向垂直的平面內(nèi)，電矢量端點的軌跡是一條直線,光振動大小改變，方向不變.5.2 線偏振光與部分偏振光 部分偏振光 partial/占優(yōu)振動方向隨機變化，某一方向振幅最大（振動占優(yōu)勢），與其垂直方向振幅最小。=+部分偏振光可視為一個平面偏振光和一個自然光的混合部分偏振光的圖示法：占優(yōu)偏振度定義：Imax：強度最大方向光強Imin：強度最小方向光強偏振度最小，自然光部分偏

2、振光偏振度最大，線偏振光 利用反射和折射 利用二向色性 利用晶體雙折射 利用散射（略）從實用的角度看，首先必須解決兩大問題：1、如何判別光源的偏振態(tài)；偏振光的檢驗2、如何從普通光源中取得偏振光起偏振器：用某種方式從自然光中獲得偏振光的光學元件光矢量對傳播方向的偏振性，在與物質(zhì)的作用過程中，一定有所反映。一、二向色性與偏振片二向色性：某些各向異性晶體對不同方向光振動具有選擇吸收的性質(zhì)天然晶體中，電氣石（六角形片狀）具有最強的二向色性1mm厚的電氣石晶體可把垂直于光軸振動的光矢量全部吸收！六角形長對角線方向為光軸EE光軸：E光軸：吸收很少通過較多通過很少吸收較多自然光入射線偏振光出射二、人造偏振片

3、：透振方向：允許通過光矢量振動的方向。優(yōu)點：造價低廉；面積大，通光孔徑大；輕便。缺點：帶有選擇性吸收，使透射的偏振光帶有顏色。通！不通！透振方向入射光/透振方向入射光透振方向透明聚乙烯醇片，強烈吸收某一方向上的光振動，透射光成為線偏振光。三、馬呂斯定律 Law of Mulus偏振片可作起偏器：使自然光變成線偏振光檢偏器：鑒別自然光、線偏振光、部分偏振光1、自然光通過起偏器的情形若入射光為 I0，有出射光：Ax = AyP1入射 的自然光光強為I0從P1出射線偏振光光強為 I = I0 /2該偏振片可從自然光中取得線偏振光所以稱為起偏器2、設(shè)：P1 為起偏器， P2 為檢偏器，通過P1 的光強

4、為I，振幅 為A， P1 和 P2 透振方向成角時,通過P2 的光強為I馬呂斯定律P1AP2P2P1P1P2過P1 的線偏振光光強為I從P2 出射光強為 I= A/2= I cos2.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變自然光 I0 光強不變I = I0 /2.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變自然光 I0 光強不變I = I0 /2.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變自然光 I0 光強不變I = I0 /2.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變自然光 I0 光強不變I = I0 /2.檢偏器自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變自然光 I0 光強不變I = I0 /2.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的

5、檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化自然光線偏振光起偏器檢偏器光強變化！光強為 I0 的自然光相繼通過偏振片P1、P2、P3后光強為I0 /8，已知P1 P3，問：P1、P2間夾角為何？解: 分析P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2

6、例題例題：兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時沒有光線透過。當其中一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動180 時透射光強度發(fā)生的變化為: B （A）光強單調(diào)增加；（B）光強先增加，后又減小至零；（C）光強先增加，后減小，再增加；（D）光強先增加，然后減小，再增加再減小至零。根據(jù)p分量振幅反射比當時,分母無窮大,因此任何偏振態(tài)的光,若以滿足的入射角入射時,反射光中只有 s 分量,沒有p分量, p 分量全部透射. 此時的入射角稱為布儒斯特角,記為 2、特殊情況（布儒斯特定律 Brewsters Law）n1n2.由費涅耳公式知當反射光為光矢量垂直于入射面的完全偏振光.i2/2i0透射光為部分偏振光 i0 稱為

7、起偏振角布儒斯特角.因此反射光中只有s分量. .透射光為部分偏振光.空氣中折射率為1.5的平板玻璃, 自然光以布儒斯特角入射到第一界面上.第二界面上的入射角也恰為布儒斯特角例如:玻璃片堆的反射起偏和透射起偏反射起偏和透射起偏: 自然光以布儒斯特角入射到玻璃片堆(由二十多個玻璃片組成)上,反射光是振動面垂直于入射面的線偏振光.透射光偏振度非常高,也可視為線偏振光,振動面平行于入射面.光矢量平行于入射面的線偏振光透射自然光入射光矢量垂直于入射面的線偏振光反射例題：畫出下列圖中的反射光、折射光以及它們的偏振狀態(tài)。（1）測不透明介質(zhì)的折射率。（2）制作偏振攝像鏡頭、太陽鏡、棱鏡等光學器件。（3）激光器

8、的布氏窗。（4）立體電影、車窗、飛機舷窗等的制作。應用：汽車車燈 汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時，即不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。 另外，在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。生物的生理機能與偏振光 人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂的每