第24章-光的偏振

光的偏振第二十四章§24.1光的偏振狀態(tài)一、橫波的偏振性振動面：通過波的傳播方向且包含振動矢量的平面。偏振:

波的振動方向相對傳播方向的不對稱性。光矢量振動面v0HE二、自然光（非偏振光）

因原子發(fā)光的“隨機性”，光矢量各向隨機均勻分布，振幅相等，稱為自然光。EvvEyEx各向光振動無固定相位關系。光振動垂直板面光振動平行板面三、偏振光（1）線偏振光：光矢量只沿一個固定方向振動振動面：光振動方向與傳播方向構成的平面（2）部分偏振光：一方向光振動較另方向占優(yōu)勢。線偏振光與自然光的混合(3)橢圓(圓)偏振光:圓偏振光:光矢量繞著傳播方向均勻轉動，端點軌跡為圓橢圓或圓偏振光可以看成是兩個相互垂直而有一定相差的線偏振光的合成橢圓偏振光:光矢量繞著傳播方向均勻轉動，端點軌跡為橢圓一、偏振片偏振片：能吸收某一方向光振動，讓與其垂直的光振動通過的一種透明薄片。偏振化（通光）方向：允許通過的光振動方向。偏振片用途：“起偏”和“檢偏”

§24.2線偏振光的獲得與檢驗.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的檢偏器，光強不變........自然光.檢偏器自然光通過旋轉的起偏器，光強不變........自然光.....檢偏器自然光通過旋轉的起偏器，光強不變....自然光.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化兩偏振片的偏振化方向相互垂直光強為零起偏器檢偏器（1）自然光強

I。

線偏振光,I=I。/2（2）線偏振光強I。

線偏振光,I=?自然光線偏振光線偏振光（3）部分偏振光

線偏振光光強不變無消光有兩次消光現(xiàn)象有兩次極大極小偏振片偏振片偏振片二、馬呂斯定律I。I——馬呂斯定律偏振片的應用很多，例如：作為照相機的濾光鏡，可以濾掉不必要的反射光。制成偏光眼鏡，可觀看立體電影。作為許多光學儀器中的起偏和檢偏裝置。例1:

已知自然光通過兩個偏振化方向相交60°的偏振片，透射光強為I1，今在這兩偏振片間再插入一與前兩個偏振化方向均夾30°角的偏振片，則透射光強為多少？解：例2：一束光由自然光和線偏振光混合組成，當它通過一偏振片時，發(fā)現(xiàn)透射光的強度隨偏振片的轉動可以變化到五倍。求入射光中自然光和線偏振光的強度各占入射光強度的幾分之幾？解：設入射光強度I0=

I10(自然光強度)+I20(線偏振光強度)通過偏振片后：例題3

一束自然光入射到互相重疊的四塊偏振片上，每塊偏振片的偏振化方向相對前面一塊偏振片沿順時針(迎著透射光看)轉過300角，問：入射光中有百分之幾透過這組偏振片（不計偏振片對光的吸收）?P1P2P3P4解:

設入射光的光強Io,透過四塊偏振片后的光強分別I1，I2，I3和I4.第一塊偏振片起起偏作用，只透過沿偏振化方向振動的光，所以有:射入第二塊偏振片的光為線偏振光，根據(jù)馬呂斯定律I2為:即入射光的21％能透過偏振片組.同理可得I3和I4為:§24.3反射和折射時光的偏振自然光部分偏振光部分偏振光部分偏振光自然光線偏振光布儒斯特定律：自然光以布儒斯特角入射到兩不同介質表面，其反射光為線偏振光，光振動垂直于入射面。布儒斯特角：n1n2玻璃片堆：布儒斯特角線偏振光用以增大反射光的強度和折射光的偏振化程度。一、雙折射現(xiàn)象尋常光和非常光對于各向異性晶體，一束光射入晶體后，可以觀察到有兩束折射光的現(xiàn)象。尋常光線(o光)-----遵守折射定律非常光線(e光)-----不遵守折射定律o光和e光都是線偏振光?！?4.5雙折射現(xiàn)象光光當方解石晶體旋轉時o光不動，e光圍繞o光旋轉雙折射紙面方解石晶體光光雙折射當方解石晶體旋轉時o光不動，e光圍繞o光旋轉紙面方解石晶體光光當方解石晶體旋轉時o光不動，e光圍繞o光旋轉雙折射紙面方解石晶體光光當方解石晶體旋轉時o光不動，e光圍繞o光旋轉雙折射紙面方解石晶體二、晶體的光軸與光線的主平面當光在晶體內沿某個特殊方向傳播時不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸?！肮廨S”是一特殊的“方向”,不是指一條直線。凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個光軸的晶體雙軸晶體：有兩個光軸的晶體AB光軸102°主平面：晶體中某條光線與晶體光軸構成的平面。o光的振動面垂直于o光的主平面e光的振動面在e光的主平面內主截面：由晶體光軸和晶體表面法線方向組成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····.......oeACDB光軸法線........光面主光面主平平光軸方向eo光e光o主截面主平面1.如果從一平靜的水面反射出來的太陽光是完全偏振的,則太陽的仰角(如圖)大致等于______;反射光中的E矢量的方向應為_______。水面仰角太陽2.一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光線為軸轉動P，觀察通過P的光強的變化過程。若入射光是_________，則將看到光強不變；若入射光是__________,則將看到明暗交替變化,有時出現(xiàn)全暗;若入射光是___________,則將看到明暗交替變化,但不出現(xiàn)全暗.3.應用布儒斯特角可以測介質的折射率.今測得此介質的起偏振角i=56o,該介質的折射率為_________.自然光偏振光部分偏振光垂直4.一束光強為Io的自然光垂直穿過兩個偏振片,此兩偏振片的偏振化方向成45o角,若不考慮偏振片的反射和吸收,則穿過這兩個偏振片后的光強I為

A.B.C.D.5.

自然光以60o的入射角照射到某兩介質交界面時,反射光為完全偏振光,則推斷折射光為

A.完全偏振光且折射角是30o.B.部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為的介質時,折射角是30o.C.部分偏振光,但須知兩種介質的折射率才能確定折射角.D.部分偏振光且折射角是30o.√√7.

一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃,設入射角等于布儒斯特角io,則在界面2的反射光

A.是自然光

B.是完全偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面

C.是完全偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面

D.是部分偏振光8.一束光是自然光和線偏振光的混合光,讓它垂直通過一偏振片,若以此入射光束為軸旋轉偏振片,測得透射光強度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為

A.1/2B.1/5C.1/3D.2/36.一束光強為Io的自然光,相繼通過三個偏振片P1,P2,P3后,出射光的光強