醫(yī)學(xué)物理學(xué)-光偏振

光是電磁波，光的偏振現(xiàn)象證實(shí)了光是橫波。第三節(jié)光的偏振一、自然光和偏振光1、光矢量引起感光作用和生理作用的主要是E矢量，常用E代表光波的振動(dòng)方向，把E矢量稱為光矢量(lightvector)。EB2、自然光

(naturallight)圖c圖d圖b圖a自然光的圖示法為：在所有可能的方向上，E矢量的振幅都相等,這樣的光稱自然光。3、偏振光(polarizedlight)偏振光的圖示法為：光矢量只沿一個(gè)固定方向振動(dòng)的光稱為平面偏振光，簡(jiǎn)稱偏振光。平面偏振光：偏振光的振動(dòng)方向和光的傳播方向構(gòu)成的平面稱為偏振光的振動(dòng)面。與振動(dòng)面垂直而且包含傳播方向的平面稱為偏振面。振動(dòng)面(planeofvibration)：偏振面（planeofpolarization）部分偏振光：圖示法為：→光矢量在某一確定方向上有

最強(qiáng)值的現(xiàn)象，稱為部分偏振光(partialpolarizedlight)二、馬呂斯定律能夠把自然光變成偏振光的裝置。透射軸1、起偏與檢偏起偏器(polarixer):檢偏器:(analyzer)用于檢測(cè)光波是否偏振并確定其振動(dòng)方向的裝置。ASPAPS2、馬呂斯定律(Maluss’law)E0E1E2E1θ為透射軸方向與入射光振動(dòng)方向的夾角E0E1=E0cosθE2=E0sinθ與A透射軸平行與A透射軸垂直E0E1E2E1馬呂斯定律例：兩塊偏振片的透射軸互成900，在它們之間插入另一偏振片，使它的透射軸與第一片的透射軸夾角為300角，射向第一偏振片的自然光強(qiáng)度為I0，求通過(guò)三塊偏振片的光強(qiáng)。解：解：解：解：3、偏振度(degreeofpolarization)自然光偏振光0<P<1部分偏振光檢查部分偏振光時(shí)，透射光強(qiáng)有極大、極小值。偏振度n1n2三、布儒斯特定律自然光在兩種各向同性的介質(zhì)的分界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光一般為部分偏振光。n1n2當(dāng)時(shí)反射光即成為光振動(dòng)垂直于入射面的偏振光。反射光與折射光垂直。布儒斯特定律n1n2折射定律io布儒斯特角(Brewsterangle)，又稱為起偏角。光強(qiáng)很強(qiáng)光強(qiáng)較弱玻璃片堆玻片堆可作起偏器或檢偏器上表面：io為布儒斯特角下表面：γ為布儒斯特角，反射光為偏振光。γγγγ四、光的雙折射(birefringence)

一束光線射向各向異性的晶體時(shí)，出現(xiàn)兩條折射光線的現(xiàn)象稱為雙折射。方解石1、雙折射2、兩折射光線的區(qū)別兩條折射光線分別稱為o光、e光，它們是偏振光。O光：遵守折射定律的光線叫做尋常光（ordinarylight)。o線e線·O光波陣面O光在各個(gè)方向n相同，波速v=c/n，波陣面是球面。o線e線o線e線e光：不遵守折射定律的光，稱為非常光(extraordinarylight)?！光波陣面e光在各個(gè)方向n不相同，波速v=c/n，波陣面是橢球面。3、光軸在晶體內(nèi)存在一個(gè)特殊的方向，光沿著這個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，在此方向上o光和e光都以同樣的速度傳播，這個(gè)特殊方向稱為晶體的光軸。單軸晶體(uniaxialcrystal)只有一個(gè)光軸的晶體稱為單軸晶體，如：方解石，石英。雙軸晶體(biaxialcrystal)有兩個(gè)光軸的晶體稱為雙軸晶體，如：云母。4、單軸晶體與雙軸晶體主平面：晶體中某光線與光軸組成的平面，叫該光線的主平面。5、主平面(principalplane)6、正晶體與負(fù)晶體主折射率光軸uouee波面o波面ueuo光軸負(fù)晶體稱為負(fù)晶體(negativecrystal)（如方解石、紅寶石）稱為正晶體(positivecrystal)（如石英和冰）光軸uouee波面o波面正晶體

若已知光軸、入射光方向即可由惠更斯原理確定兩個(gè)折射光線的傳播方向，從而解釋雙折射現(xiàn)象的產(chǎn)生。7、用惠更斯原理解釋晶體的雙折射現(xiàn)象下面以負(fù)晶體方解石為例，如垂直入射光波

斜入射光波五、二向色性(dichroism)如電氣石晶片，僅1mm厚就可把o光完全吸收，讓e線通過(guò)，因此電氣石晶片可作為起偏器、檢偏器。二向色性：晶體對(duì)相互垂直的兩個(gè)光振動(dòng)有選擇性吸收的性能。

例：光的偏振現(xiàn)象證實(shí)：

A.光是橫波

B.光是縱波；

C.光是電磁波。A.光是橫波例：關(guān)于波的偏振現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是A.波具有偏振現(xiàn)象說(shuō)明該波是縱波；B.單色光一定是偏振光；C.偏振光一定是單色光；D.偏振光可以是單色光，也可以是復(fù)色光D例：從鈉光燈發(fā)出的單色光，強(qiáng)度為I0，照射在偏振片上，則透射光的強(qiáng)度為：

A.I0B.I0/2C.I0/4D.I0cos2θB.I0/2例：當(dāng)兩偏振片透射軸夾角由30°變成45°時(shí)，變化前后透射光強(qiáng)度之比為C.3D.2B.B.

例：如圖，①用透射軸與紙面垂直的偏振片查看o,e兩光，見到的是哪一束光？②將偏振片旋轉(zhuǎn)90°看到的又是哪一束光？③再旋轉(zhuǎn)180°看到的會(huì)是哪一束？oe答：①o光②e光③e光例：若在空氣中測(cè)得某種介質(zhì)的起偏角為?0,根據(jù)布儒斯特定律，該介質(zhì)的折射率為A.tgi0B.I0C.arctgi0D.無(wú)法確定A.tgi0例：一束太陽(yáng)光以某一入射角射在平面玻璃上，這時(shí)反射光為完全偏振光，透射光的折射角為32°，則入射角為：

A.32°B.28°C.60°D.58°D.58°

例：用透射軸夾角為30°的兩偏振片看一光源，再用透射軸夾角為60°的兩偏振片看同一位置的另一光源，觀察到光的