物理光學(xué)：4-1偏振光概述

§4－1偏振光概述一、偏振光與自然光（PolarizedlightandNaturallight）

1、自然光：具有一切可能的振動(dòng)方向的光波之和。

大量原子發(fā)光的統(tǒng)計(jì)效果構(gòu)成了自然光方向無(wú)規(guī)律相位無(wú)規(guī)律沒(méi)有優(yōu)勢(shì)方向(統(tǒng)計(jì)平均)自然光的分解非相干自然光的表示法：···自然光的表示

2、偏振光（Polarizedlight）：

光矢量的方向和大小有規(guī)則變化的光

線(xiàn)偏振光：光矢量方向不變，其大小隨位相變化。

圓偏振光：光矢量大小不變，其方向繞傳播方向均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，且矢量末端軌跡為圓。

橢圓偏振光：光矢量大小和方向都在有規(guī)律地變化，且矢量末端軌跡為橢圓。偏振光方程：1）線(xiàn)偏振光

振動(dòng)平面：光矢量與傳播方向組成的平面稱(chēng)為線(xiàn)偏振光的振動(dòng)平面。Z2)圓偏振光(Circularlypolarizedlight)右旋z3)橢圓偏振光

(Ellipticallypolarizedlight)左旋右旋z自然光部分偏振光

3、部分偏振光(Partiallypolarizedlight)

自然光在傳播過(guò)程中，由于外界的作用造成振動(dòng)方向上強(qiáng)度不等，使某一方向上的振動(dòng)比其它方向上的振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。完全偏振光和自然光是兩種極端情形，介于二者之間的一般情形是部分偏振光。最常討論的部分偏振光可看成是自然光和線(xiàn)偏振光的混合，天空的散射光和水面的反射光就是這種部分偏振，它可以分解如下：表示法：分解非相干········表示：部分偏振光=

完全偏振光+自然光完全偏振光Ip=Imax-Imin偏振度：完全偏振光（線(xiàn)、圓、橢圓）

P=1自然光（非偏振光）

P=0部分偏振光

0<P<1

1、由反射和折射產(chǎn)生偏振光

1）菲涅爾公式：反射波、折射波與入射波振幅比值的關(guān)系2n1q1n2q1q’xzoE1pE1sE’1sE’1pE2sE2p二、偏振光的產(chǎn)生（Productionofpolarizedlight）

主要方法：反射和折射、二向色性、散射、雙折射反射光為線(xiàn)偏振光。振動(dòng)方向垂直于入射面。透射光為部分線(xiàn)偏振光。

2）布儒斯特定律(Brewster’sLaw

)自然光投射到兩種不同介質(zhì)的分界面上時(shí)，若入射角滿(mǎn)足關(guān)系式，則反射光中沒(méi)有振動(dòng)平行于入射面的分量。入射角為布儒斯特角，即········2n1n1q2q1q,線(xiàn)偏振光部分偏振光

3）實(shí)例（Examples）：用玻璃片堆獲得偏振光偏振分光鏡ZnS(n2)冰晶石(n1)45。n3（C）用偏光鏡消除了反射偏振光（A）玻璃門(mén)表面的反光很強(qiáng)（B）用偏光鏡減弱了反射偏振光2、由二向色性產(chǎn)生偏振光

二向色性：各向異性的晶體對(duì)光的吸收本領(lǐng)隨波長(zhǎng)改變外，還隨光矢量相對(duì)晶體的方位而改變。人造偏振片：H偏振片和K偏振片偏振方向二向色性波長(zhǎng)偏振光呈某種顏色腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門(mén)通光方向3、由散射產(chǎn)生偏振光三.

馬呂斯定律(Malus’law)和消光比(Extinctionratio)如果一入射線(xiàn)偏振光的電矢量振動(dòng)方向和檢偏器的透光軸成q角，則通過(guò)檢偏器之后的光強(qiáng)I為：起偏器（Polarizer

）：用來(lái)產(chǎn)生偏振光的偏振器件。檢偏器（Analyser

）：用來(lái)檢驗(yàn)偏振光的偏振器件。A0cosqA0sinqy（透光軸方向）xqI0消光比：最小透射光強(qiáng)和最大透射光強(qiáng)之比。.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化.....起偏器檢偏器自然光線(xiàn)偏振光偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化兩偏振片的偏振化方向相互垂直光強(qiáng)為零

線(xiàn)偏振光的檢偏檢偏：用偏振器件檢驗(yàn)光的偏振態(tài)I?P待檢光

若I不變？是什么光

若I變，有消光？是什么光

若I變，無(wú)消光？是什么光思考設(shè)入射光可能是自然光或線(xiàn)偏振光或由線(xiàn)偏振光與自然光混合而成的部分偏振光旋轉(zhuǎn)上述辦法能區(qū)分出自然光和圓偏振光嗎？能區(qū)分出部分偏振光和橢圓偏振光嗎？偏振片的應(yīng)用▲作