第十九光的偏振

第十九光的偏振第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二§19-1自然光和偏振光一.線偏振光E播傳方向振動(dòng)面線偏振光又稱為面偏振光、完全偏振光線偏振光的表示法：·····光矢量垂直紙面光矢量平行紙面

·面對(duì)光的傳播方向看每一個(gè)光波列都是線偏振光第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二二.自然光沒有優(yōu)勢(shì)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(dòng)方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。自然光的表示法：···自然光為非偏振光第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二三.部分偏振光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(dòng)方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光。部分偏振光的表示法：······平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng)··第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光

y

yx

z傳播方向

/2x某時(shí)刻左旋圓偏振光E隨z的變化E

0四.圓偏振光,橢圓偏振光第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二§19-2起偏和檢偏偏振片一.偏振片的起偏和檢偏起偏的原理：利用某些晶體具有光的各向異性。偏振片：將具有各向異性的晶體物質(zhì)制成的涂料涂于透明材料上制成偏振片。起偏：從自然光獲得偏振光自然光I0線偏振光IP偏振化方向偏振片作為起偏器···第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二光完全通過光完全不能通過（消光現(xiàn)象）若B繞軸旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)弱交替變化說明了光波是橫波。??????起偏器檢偏器偏振片作為檢偏器第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二二.馬呂斯定律I0IP馬呂斯定律（1809）——消光PE0E——透射光最強(qiáng)線偏振光透射光的振動(dòng)方向與檢偏器的偏振化方向相同檢偏器第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二例: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(gè)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(shí)，自然光入射時(shí)透過的光強(qiáng)最大．解：設(shè)入射自然光的光強(qiáng)為I0，當(dāng)它透過第一個(gè)偏振片后光強(qiáng)為一半，設(shè)第二個(gè)偏振片與第一個(gè)偏振片的偏振化方向夾角為α，則由馬呂斯定律，透過第二個(gè)偏振片后光強(qiáng)為：透過第三個(gè)偏振片后光強(qiáng)為：所以，當(dāng)α為４５°時(shí)透過第三個(gè)偏振片后光強(qiáng)為最大．I0第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二§19-3反射和折射時(shí)光的偏振一.反射和折射時(shí)光的偏振當(dāng)i=i0

時(shí)，反射光為振動(dòng)方向垂直于入射面的完全偏振光。i0

+r0=90·······n1n2iir·自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光·i0稱為起偏振角·····n1n2i0i0r0線偏振光····此時(shí)，反射光與折射光垂直。部分偏振光第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二由折射定律：

有：—布儒斯特定律(1812年)i0又稱為布儒斯特角因?yàn)閷?duì)于多數(shù)透明介質(zhì)，折射光的強(qiáng)度要比反射光強(qiáng)很多。如：自然光由空氣射向玻璃時(shí)，當(dāng)以布儒斯特角入射時(shí)，折射光與反射光的強(qiáng)度之比為85:15.入射光中平行于入射面的光振動(dòng)全部被折射，垂直于入射面的光振動(dòng)也有85%被折射，因此只有15%垂直于入射面的光振動(dòng)被反射。為什么當(dāng)反射光為完全偏振光時(shí)，折射光仍然為部分偏振光?·····n1n2i0i0r0線偏振光····部分偏振光第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二二.玻璃片堆起偏············i0(接近線偏振光)··················玻璃片堆用玻璃片堆起偏的理由：一次反射得到的偏振光強(qiáng)度很小，且折射光的偏振化程度也不高.。當(dāng)大部分垂直于入射面的光被反射，折射光就會(huì)接近于線偏振i0′......i0第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二應(yīng)用——偏光鏡第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二應(yīng)用——3D電影3D立體電影的制作有多種形式，其中較為廣泛采用的是偏光眼鏡法。它以人眼觀察景物的方法，利用兩臺(tái)并列安置的電影攝影機(jī)，分別代表人的左、右眼，同步拍攝出兩條略帶水平視差的電影畫面。放映時(shí)，將兩條電影影片分別裝入左、右電影放映機(jī)，并在放映鏡頭前分別裝置兩個(gè)偏振軸互成90度的偏振鏡。兩臺(tái)放映機(jī)需同步運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)將畫面投放在金屬銀幕上，形成左像右像雙影。當(dāng)觀眾戴上特制的偏光眼鏡時(shí)，由于左、右兩片偏光鏡的偏振軸互相垂直，并與放映鏡頭前的偏振軸相一致；致使觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通過雙眼匯聚功能將左、右像疊和在視網(wǎng)膜上，由大腦神經(jīng)產(chǎn)生三維立體的視覺效果。展現(xiàn)出一幅幅連貫的立體畫面，使觀眾感到景物撲面而來、或進(jìn)入銀幕深凹處，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的“身臨其境”感。第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二例題(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(zhì)的表面上時(shí)，問反射光和折射光各屬于什么性質(zhì)的光？圖中i0為布儒斯特角，i

≠i0

i

....i0....i0

i

i0............第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二§19-4光的雙折射一.雙折射現(xiàn)象1.雙折射n1n2i(各向異性媒質(zhì))自然光o光e光rero2.尋常光和非尋常光尋常光，也稱o光：遵從折射定律，折射線在入射面內(nèi)。非尋常光，也稱e光:一般不遵從折射定律，e光折射線也不一定在入射面內(nèi)。第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二3.晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。例如，方解石晶體(冰洲石)AB光軸102°

光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二4.主平面主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····二.晶體的主折射率，正晶體、負(fù)晶體由于晶體的各向異性，光沿各個(gè)方向傳播的速度也不同。實(shí)驗(yàn)表明：o光和e光都是線偏振光第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期二························vot光軸光軸veto光主折射率:e光主折射率:正晶體:ne>no負(fù)晶體:ne<no子波源votvet光軸votvet光軸

正晶體

(vo>ve)