大學物理第19章光的偏振

§19.1自然光和偏振光偏振光的振動在其振動平面內具有特定的方向性，稱為光的偏振。偏振是橫波區(qū)別于縱波的最明顯的特點，光的偏振現(xiàn)象是光屬于橫波的直接證明。

光是橫波，若在一個垂直于傳播方向的平面內觀察，可能會在某一個方向上光振動強，而另一個方向振動弱。按照光的傳播方向與光矢量E的關系可以把光分為以下三類：完全偏振光：非偏振光：自然光部分偏振光：介于兩者之間的光線偏振光§19.1自然光和偏振光一、自然光與偏振光1.線偏振光（完全偏振光）

若從垂直于光速平面觀察，一束光的電矢量E只沿一個固定的方向振動，這樣的光稱為線偏振光，或完全偏振光。線偏振光的表示E播傳方向振動面·面對光的傳播方向看§19.1自然光和偏振光2.自然光

普通光源發(fā)出的光，是大量不同振動方向的光波列組成的集合，在與光速垂直的平面內，電矢量E沿各個方向的平均值相等，沒有哪個方向占優(yōu)勢，這種光稱為完全非偏振光，即自然光。自然光的表示沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可沿任意給定的方向分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光（沒有確定的相位差）。3.部分偏振光

自然光與線偏振光混合之后，使得垂直于光速平面內的光振動各個方向都有，但沿某一方向的振動最強，與此方向垂直的方向最弱。這種光稱為部分偏振光。部分偏振光的表示部分偏振光的分解部分偏振光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。4.圓偏振光,橢圓偏振光右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光y

yx

z傳播方向

/2x某時刻左旋圓偏振光E隨z的變化E0一、偏振片的起偏與檢偏1.偏振片§19.2起偏和檢偏偏振片

在透明的基片上涂上一層定向排列的“二向色性”晶粒的薄片叫偏振片。所謂“二向色性”晶粒是具有選擇吸收性能的物質，只允許沿特定方向振動的光波列通過，而對另一與之垂直方向的振動光波列有強烈的吸收。起偏從自然光獲得偏振光的過程叫起偏。檢偏檢查一束光線是否是偏振光的過程叫檢偏。檢偏器起偏器線偏振光自然光自然光線偏振光無光2.起偏與檢偏二、馬呂斯定律自然光通過偏振片后所得到的偏振光光強為原自然光光強的一半.即:線偏振光通過偏振片后所得到的偏振光光強與原偏振光光強的的關系為:上述結論叫馬呂斯定律。證明例１．如圖所示，在偏振化方向相互垂直的兩偏振片之間插入另一個偏振片。問新插入的偏振片的偏振化方向與原偏振化方向夾角為多大時，自然光入射時透過的光強最大。解：設第二個偏振片與第一個偏振片的偏振化方向夾角為α，由馬呂斯定律，透過第二個偏振片后光強為：透過第三個偏振片后光強為：所以當α為45°時出射光強最大。§19.3反射和折射時光的偏振一、反射與折射中的偏振

一般的講，當自然光在某兩種介質的界面上發(fā)生反射與折射時,反射光和折射光都是部分偏振光，反射光中垂直入射面的光振動較強，折射光中的平行于入射面的光振動較強。入射面：入射線與入射點所在面元的法線構成的平面稱為入射面。二、布儒斯特定律

當自然光的入射角滿足如下條件時，反射光是完全偏振光且振動方向垂直于入射面，而折射光仍是部分偏振光。相應的入射角即布儒斯特角。討論由折射定律：布魯斯特定律折射光與反射光垂直！1.布儒斯特定律2.入射光是偏振光時入射角為布儒斯特角例題(作業(yè)題19.8)：以下五種情況下，以自然光或線偏振光從空氣中入射到兩種介質的表面上時，問反射光和折射光各屬于什么性質的光？圖中i0為布儒斯特角，i

≠i0

i

....i0....i0

i

i0...........