第十三章光的偏振

光的偏振第十三章第一節(jié)光的偏振性馬呂斯定律

第二節(jié)反射光和折射光的偏振

第三節(jié)雙折射偏振棱鏡

第四節(jié)旋光現(xiàn)象

第一節(jié)光的偏振性馬呂斯定律二、自然光與偏振光三、偏振片的起偏和檢偏一、橫波的偏振性四、馬呂斯定律第一節(jié)光的偏振性馬呂斯定律

光的干涉和衍射現(xiàn)象顯示了光的波動特性，但還不能完全斷定光是縱波還是橫波。

光的偏振現(xiàn)象從實驗上清楚地顯示出光的橫波性，這一點與光的電磁理論的預(yù)言一致。

偏振—光波電矢量振動的空間分布對于光的傳播方向失去對稱性的現(xiàn)象。只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故光的偏振是光的波動性的又一例證。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光的偏振態(tài):

光矢量在與光傳播方向垂直的平面內(nèi)的振動狀態(tài)。二、自然光與偏振光一束自然光可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。自然光的表示法：

光振動的振幅在垂直于光波的傳播方向上，既有時間分布的均勻性，又有空間分布的均勻性。1.自然光2.線偏振光（完全偏振光、平面偏振光、偏振光）光波的光矢量方向始終不變，只沿一個固定方向振動。線偏振光的表示法：光振動平行板面光振動垂直板面二、自然光與偏振光3.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。部分偏振光的表示法：······平行板面的光振動較強垂直板面的光振動較強··二、自然光與偏振光起偏：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光的過程。檢偏：檢查入射光的偏振性。透光軸方向自然光偏振片線偏振光三、偏振片的起偏和檢偏將待檢查的入射光垂直入射偏振片，緩慢轉(zhuǎn)動偏振片，觀察光強的變化，確定光的偏振性。偏振片：吸收某方向光振動，而與其垂直方向的光振動能通過的裝置偏振化方向：能通過光振動的方向....起偏器檢偏器自然光線偏振光.偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....自然光線偏振光起偏器檢偏器偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強發(fā)生變化三、偏振片的起偏和檢偏.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)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零三、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)?、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)?、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)?、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)?、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)?、偏振片的起偏和檢偏.....檢偏器自然光自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強不變?nèi)⑵衿钠鹌蜋z偏四、馬呂斯定律為線偏振光的振動方向與檢偏器的透光軸方向之間的夾角。如果入射線偏振光的光強為I0，透過檢偏器后，透射光的光強I為證明:根據(jù)波動理論,光強與振幅的平方成正比入射光強:透射光強:討論：

或時,

光強最強

或時,

光強最弱四、馬呂斯定律【例題13-1】自然光垂直射到互相平行的兩個偏振片上，若（1）透射光強為透射光最大光強的三分之一；（2）透射光強為入射光強的三分之一；則這兩個偏振片的偏振化方向的夾角為多少？解：設(shè)自然光的光強為

，通過第一個偏振片以后，光強為，因此通過第二個偏振片后的最大光強為

。根據(jù)題意和馬呂斯定律有（1）解得（2）解得四、馬呂斯定律【例題13-2】光強為

I0

的自然光相繼通過偏振片P1、P2、P3后光強為I0/8，已知P1

P3，問：P1、P2間夾角為何？解:

分析P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I21.把兩塊偏振片緊疊在一起放置在一盞燈前,并使其出射光強變?yōu)榱悖?dāng)把其中一塊偏振片旋轉(zhuǎn)180°時,出射光強的變化情況是[]光強由零逐漸變?yōu)樽畲蠊鈴娪闪阒饾u增為最大,然后由最大逐漸變?yōu)榱愎鈴娛冀K為零光強始終為最大值A(chǔ)BCD提交單選題1分2.在雙縫干涉實驗中,用單色光在屏上形成干涉條紋．若在兩縫后面放一塊偏振片,則[]干涉條紋間距不變,但明條紋亮度加強干涉條紋間距不變,但明條紋亮度減弱干涉條紋間距變窄,且明條紋亮度減弱無干涉條紋ABCD提交單選題1分3.在雙縫干涉實驗中,用單色光在屏上形成干涉條紋．若在兩縫后面分別放置一塊偏振片,且兩偏振片的偏振化方向相互垂直，則[]干涉條紋間距不變,但明條紋亮度加強干涉條紋間距不變,但明條紋亮度減弱干涉條紋間距變窄,且明條紋亮度減弱無干涉條紋ABCD提交單選題1分光強為I0的自然光垂直通過兩個偏振片，他們的偏振化方向之間的夾角．設(shè)偏振片沒有吸收，則出射光強I與入射光強I0之比為[]ABCD提交單選題1分作業(yè)：13-4第二節(jié)反射光和折射光的偏振反射和折射產(chǎn)生的偏振i0—

布儒斯特角或起偏角自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光i0+γ=90o

時，反射光為線偏振光布儒斯特定律線偏振光玻璃片堆起偏和檢偏玻璃片堆線偏振光入射自然光有反射光干擾的櫥窗在照相機鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾【例題13-3】已知某材料在空氣中的布儒斯特角，求它的折射率？若將它放在水中（水的折射率為1.33），求布儒斯特角？該材料對水的相對折射率是多少？

解:設(shè)該材料的折射率為n

，空氣的折射率為1

放在水中，則對應(yīng)有所以：該材料對水的相對折射率為1.2。

方解石一、雙折射現(xiàn)象1.雙折射e

光2.尋常光和非尋常光尋常光

--遵從折射定律，簡稱

o光非常光--不遵從折射定律，簡稱

e光

（出現(xiàn)兩束折射光線的現(xiàn)象）O光線偏振光第三節(jié)雙折射偏振棱鏡3.晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿光軸方向傳播時不發(fā)生雙折射。光軸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：只有一個光軸的晶體雙軸晶體:

有兩個光軸的晶體4.主平面(光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面)78o102o78o102oe光光軸o光光軸··一般情況下，兩個主平面夾角很小，故可認(rèn)為o光振動和e光振動相互垂直(o光振動垂直o光主平面)(e

光振動在e光主平面內(nèi))二、晶體偏振器1.尼科耳棱鏡2.渥拉斯頓棱鏡兩種棱鏡得到的偏振光質(zhì)量非常好，但棱鏡本身價格很高，因而使用較少。負(fù)晶體voo光ve加拿大樹膠vevo第四節(jié)旋光現(xiàn)象1.實驗裝置偏振片1偏振片22.實驗結(jié)果從石英晶片出射的是偏振光，振動面旋轉(zhuǎn)了一個角度。石英晶片具有旋光性。有兩類旋光物質(zhì)，即左旋光物質(zhì)和右旋光物質(zhì)。屏??石英晶片??天然旋光物質(zhì)中，光的振動面旋轉(zhuǎn)的角度

與光經(jīng)過旋光物質(zhì)的厚度l成正比其中α稱為旋光率，與旋光物質(zhì)的性質(zhì)、溫度及入射光波長有關(guān)。對于有旋光性的溶液，

還與溶液的