第21章光的偏振VIP

1、【学习目的】1、理解自然光和偏振光的概念。2、理解马吕斯定律和布儒斯特定律。3、理解偏振光的获取方法和检验方法。4、了解双折射现象。21.1 自然光和偏振光21.2 由介质吸收引起的光的偏振21.3 由反射引起的光的偏振21.4 由双折射引起的光的偏振21.5 由散射引起的光的偏振（略）21.1 自然光和偏振光一、光波的横波性横波是质点振动方向与传播方向垂直的机械波。 纵波是质点的振动方向与传播方向一致的波。 横波纵波偏振: 波的振动方向相对传播方向的不对称性。机械横波的检验若振动方向平行AB 通若把AB旋900 则 不通只有横波有偏振现象，而纵波无偏振问题如何检验光的横波性？光矢量对传播方向

2、的偏振性在与物质的作用过程中一定有所反映 用偏振片检验 偏振片：大分子物质，对振动方向反映出吸收系数不同通光方向通不通腰横别扁担进不了城门形象说明偏振片的原理二、自然光 实际的光源中许多原子同时跃迁独立发光，方向各不相同，但概率相等是各个振动的无规混杂各个方向的光振动全有各个振动方向的强度相等在垂直传播方向的平面内E没有优势方向自然光的分解 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。三、偏振光偏振光线偏振光（面偏振光、完全偏振光）部分偏振光椭圆（圆）偏振光1、线偏振光在纸面内振动垂直纸面的振动光波的振动方向只有一个一个原子一次发光一定是偏振光线偏振光的检测检偏器旋转一

3、周，光强两强两弱，能够消光。 2、部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。部分偏振光的表示法：各振动方向都有，有一个方向占优势平行纸面的振动较强垂直纸面的振动较强部分偏振光的检测检偏器旋转一周，屏上光强两强两弱，没有消光。 3、椭圆（圆）偏振光 光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出椭圆（圆）轨迹 检偏器旋转一周，光强两强两弱，没有消光。 光强两强两弱，没有消光（椭圆）光强没有变化（圆）21.2 由介质的吸收引起的光的偏振一、起偏和检偏 起偏的原理：利用某些材料在光学性 质上的各向异性。 起偏：从自然光获得偏振光。 起偏器

4、: 起偏的光学器件。1、偏振片微晶型分子型x yzz 入射电磁波电气石晶片线栅起偏器非偏振光线偏振光光轴 偏振片的起偏 检偏：用偏振器件分析、检验光的偏振态非偏振光I0线偏振光 IP偏振化方向 (透振方向)起偏和检偏二、马吕斯定律PI0IP E0E=E0cos 消光马吕斯定律（1809）21.3 由反射引起的光的偏振一、反射光和折射光的偏振自然光反射和折射后产生部分偏振光n1n2iirn1n2i0i0r0线偏振光S自然光以 入射后反射光为完全偏振光 起偏振角二、布儒斯特定律实验证明：i = i0 时，反射光只有S分量i0 布儒斯特角或起偏角并且 i0 +r0 = 90O 由 有 布儒斯特定律

5、(1812年)n1n2i0i0r0线偏振光S用以增大反射光的强度和折射光的偏振化程度。i0(接近线偏振光)玻璃片堆实例：玻璃片堆21.4 由双折射引起的光的偏振双折射现象 一束入射光经某些晶体折射后可分成两束光线的现象称为双折射。双折射现象一、寻常光和非常光 实验表明，双折射现象中的两束折射光线都是线偏振光，分别称为寻常光和非常光。n1n2irore(各向异性媒质)自然光o 光e 光寻常光（o光）：遵从折射定律非常光（e光）: 一般不遵从折射定律注意：e 光折射线也不一定在入射面内。二、光轴和主平面 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直