波動(dòng)光學(xué)-李中軍版課件 13偏振光和自然光§17-14-起偏和檢偏-馬呂斯定律§17-15-反射和折射時(shí)光的偏振

同學(xué)們好三、光的偏振機(jī)械波穿過(guò)狹縫光的波動(dòng)性光的干涉、衍射.光波是橫波光的偏振.機(jī)械橫波與縱波的區(qū)別§17-13偏振光和自然光一自然光偏振光

自然光：一般光源發(fā)出的光中，包含著各個(gè)方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（軸對(duì)稱）這樣的光叫自然光.

自然光以兩互相垂直的互為獨(dú)立的（無(wú)確定的相位關(guān)系）振幅相等的光振動(dòng)表示,并各具有一半的振動(dòng)能量.符號(hào)表示注意各光矢量間無(wú)固定的相位關(guān)系.

二互相垂直方向是任選的.

偏振光（線偏振光）符號(hào)表示

部分偏振光：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.符號(hào)表示光振動(dòng)只沿某一固定方向的光.振動(dòng)面

起偏二偏振片起偏與檢偏

二向色性：某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng)，而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過(guò)，這種性質(zhì)稱二向色性.

偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.

偏振化方向：當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，它只讓某一特定方向的光通過(guò)，這個(gè)方向叫此偏振片的偏振化方向.偏振化方向起偏器§17-14起偏和檢偏馬呂斯定律檢偏器

檢偏起偏器NM三馬呂斯定律（1880年）檢偏器起偏器NM馬呂斯定律強(qiáng)度為的偏振光通過(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？空氣入射面入射光線和法線所成的平面.反射光部分偏振光，垂直于入射面的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng).折射光

部分偏振光，平行于入射面的振動(dòng)大于垂直于入射面的振動(dòng).理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度與入射角有關(guān).光反射與折射時(shí)的偏振玻璃§17-15反射和折射時(shí)光的偏振布儒斯特定律（1812年）反射光為完全偏振光，且振動(dòng)面垂直入射面，折射光為部分偏振光。當(dāng)時(shí)，1）反射光和折射光互相垂直.討論玻璃空氣

2）根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以角從介質(zhì)入射于界面時(shí)，此角即為布儒斯特角.玻璃玻璃注意對(duì)于一般的光學(xué)玻璃,反射光的強(qiáng)度約占入射光強(qiáng)度的7.5%,大部分光將透過(guò)玻璃.利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光討論討論下列光線的反射和折射（起偏角）.討論如圖的裝置為偏振片，問(wèn)下列四種情況，屏上有無(wú)干涉條紋？1）去掉保留2）去掉保留3）去掉保留4）都保留.無(wú)（兩振動(dòng)互相垂直）無(wú)（兩振動(dòng)互相垂直）無(wú)（無(wú)恒定相位差）有1空氣例一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角，問(wèn)在界面2的反射光是什么光？玻璃2注意：一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅很小部分被反射（約15%）所以反射偏振光很弱。一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振光動(dòng)光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動(dòng)光學(xué)一雙折射的尋常光和非尋常光恒量玻璃折射定律方解石晶體§17-16光的雙折射光通過(guò)雙折射晶體尋常光線（o光）(ordinaryrays)服從折射定律的光線(extraordinrayrays)非常光線（e光）不服從折射定律的光線（一般情況，非常光線不在入射面內(nèi)）實(shí)驗(yàn)證明：O光和光均為偏振光.ACBoeDeo

產(chǎn)生雙折射的原因O光波陣面

光波陣面光軸

尋常光線在晶體中各方向上傳播速度相同.

常量非常光線晶體中各方向上傳播速度不同,隨方向改變而改變.為主折射率方解石晶體光軸在方解石這類晶體中存在一個(gè)特殊的方向，當(dāng)光線沿這一方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射現(xiàn)象.稱這一方向?yàn)榫w的光軸.光軸AB光軸光軸主截面當(dāng)光在一晶體表面入射時(shí)，此表面的法線與光軸所成的平面.當(dāng)入射面是主截面時(shí)，O

光的振動(dòng)垂直主截面；光的振動(dòng)平行于主截面.光軸

光

光二尼科耳棱鏡BCAD

光光加拿大樹(shù)膠尼科耳棱鏡可用于起偏和檢偏

偏振光通過(guò)某些物質(zhì)后，其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)檩S線轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度.

旋光現(xiàn)象旋光物質(zhì)能產(chǎn)生旋光現(xiàn)象的物質(zhì).（如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等）起偏器，檢偏器，盛有液體旋光物質(zhì)的管子.旋光儀觀察偏振光振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的儀器.一旋光現(xiàn)象17-19旋光現(xiàn)象對(duì)于旋光性物質(zhì)的溶液設(shè)為偏振光通過(guò)旋光物質(zhì)后振動(dòng)面所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為旋光物質(zhì)的濃度為旋光物質(zhì)的透光長(zhǎng)度為一與旋光物質(zhì)有關(guān)的常量對(duì)于固體旋光物質(zhì)為一與旋光物質(zhì)及入射光的波長(zhǎng)有關(guān)的有關(guān)的常量（一定）叫韋爾代常量外加磁感強(qiáng)度為的磁場(chǎng)