高二物理競(jìng)賽自然光和偏振光課件

1自然光和偏振光一.自然光（非偏振光）2.定義：在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)沿各方向振動(dòng)的光矢量呈對(duì)稱分布的光。1.普通光源發(fā)光特點(diǎn)從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上來(lái)說(shuō)，光振動(dòng)將在垂直于光速的平面上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方向上相應(yīng)光矢量的振幅（光強(qiáng)度）都是相等的。光的波動(dòng)性光的干涉、衍射光波是橫波光的偏振前言光矢量振動(dòng)方向與光線傳播方向垂直，從而出現(xiàn)各種偏振狀態(tài)。c光矢量對(duì)光傳播方向是不對(duì)稱的電磁波：任何取向的一個(gè)光矢量都可分解為兩個(gè)相互垂直方向上的分量。3.自然光的分解：c自然光可分解為兩個(gè)振動(dòng)方向相互垂直、振幅相等、但不相干（無(wú)確定的相位關(guān)系）的光振動(dòng)。由于自然光的對(duì)稱性，所有取向的光矢量在這兩個(gè)方向上的分量的時(shí)間平均值彼此相等。注意：兩者的光強(qiáng)度各等于自然光總光強(qiáng)度的一半注意2.各光矢量間無(wú)固定的相位關(guān)系1.二互相垂直方向是任選的符號(hào)表示4.

自然光的表示法二.偏振光（線偏振光）1.定義：光振動(dòng)只沿某一固定方向的光振動(dòng)面面對(duì)光的傳播方向看

yx2.

線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解符號(hào)表示3.

線偏振光的表示法

y

yx

z傳播方向

/2x某時(shí)刻右旋圓偏振光E隨z的變化EO介紹圓、橢圓偏振光三.部分偏振光3.符號(hào)表示部分偏振光可視為自然光和線偏振光的混合部分偏振光的分解部分偏振光1.定義：某一方向的光振動(dòng)比與之垂直方向上的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的光為部分偏振光。2.分解偏振態(tài)是純理念上的描述，無(wú)法用儀器或眼睛給出直接顯示或觀察的。對(duì)于光的偏振態(tài)的判斷，均憑借光通過(guò)偏振元件以后透射光強(qiáng)的變化特點(diǎn)而獲得的。注意一.偏振片1.制作：形成“碘鏈”——導(dǎo)線2.特性：當(dāng)自然光入射時(shí)，沿碘鏈方向的光振動(dòng)不能通過(guò)偏振片，垂直于碘鏈方向的光振動(dòng)就能通過(guò)偏振片。3.通光方向或偏振化方向偏振化方向23.2由介質(zhì)吸收引起的光的偏振利用介質(zhì)的選擇吸收產(chǎn)生線偏振光。檢偏器P2起偏與檢偏起偏器P1二.起偏與檢偏1.

起偏器：用來(lái)產(chǎn)生偏振光的偏振片2.

檢偏器：用來(lái)檢驗(yàn)光的偏振狀態(tài)的偏振片P1P2三.馬呂斯定律

(1880

年)檢偏器起偏器P1P2馬呂斯定律：強(qiáng)度為I0

的偏振光通過(guò)檢偏振器后，出射光的強(qiáng)度為例1有兩個(gè)偏振片，一個(gè)用作起偏器，一個(gè)用作檢偏器。當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時(shí),一束單色自然光穿過(guò)它們，出射光強(qiáng)為;當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時(shí),另一束單色自然光穿過(guò)它們,出射光強(qiáng)為，且。求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比。解設(shè)兩束單色自然光的強(qiáng)度分別為和。經(jīng)過(guò)起偏器后光強(qiáng)分別為和。經(jīng)過(guò)檢偏器后在兩塊正交偏振片之間插入另一塊偏振片，光強(qiáng)為的自然光垂直入射于偏振片，討論轉(zhuǎn)動(dòng)透過(guò)的光強(qiáng)與轉(zhuǎn)角的關(guān)系。討論若

在間變化，如何變化？四.偏振片的應(yīng)用消眩光眩光(光亮耀眼的光)：往往是由各種光滑表面反射而來(lái)的鏡面式反射光和由粗糙表面反射來(lái)的漫反射光重疊而成的——部分偏振光要清除眩光，只要將反射光中的線偏振光部分去掉就