第十三章-波动光学课件

1、第十三章 波动光学第13章 波动光学基础上海同步辐射装置全景第13章 波动光学基础13.8 单缝的夫琅禾费衍射13.9 衍射光栅及光栅光谱13.10 线偏振光 自然光13.11 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律13.12 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律13.13 双折射现象13.1 光是电磁波13.2 光源 光的干涉13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验13.4 光程与光程差13.5 薄膜干涉 13.6 迈克耳孙干涉仪13.7 惠更斯菲涅耳原理虽然我们不能改变周遭的世界，我们就只好改变自己，用爱心和智慧来面对这一切.065 mm，能分清干涉条纹的双缝间距 d 最大是多少？入射光波长越大，明

2、纹间相隔越远(2) 空气劈尖顶点处是一暗纹。其临界角arc sin(1.如果入射光波长为 550 nm。但光振动的方向与光不同。一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道的开始。试问在这12 cm长度内会呈现多少条暗条纹 ？设波面 Q 初相为0 ，其上面元ds 在P 点引起的振动为2、自然光通过偏振片光强衰减一半。晶体可看作三维立体光栅。13.1 光是电磁波 一、电磁波1. 平面简谐波电磁波的描述(3) 真空中的电磁波是横波(1)和变化同步，相位相同。(2) E 和H 的关系说明2. 电磁波的能量密度 能量密度 能流密度坡印亭矢量 （坡印亭矢量）(4) 波速真空中(5) 非强磁性介质的折射率2.

3、电磁波的能量密度 波的强度 I ( 平均能流密度 )I 正比于 E02 或 H02, 通常采用其相对强度说明二、光是电磁波光色 波长(nm) 频率(Hz) 中心波长 (nm) 红 760622 660 橙 622597 610 黄 597577 570 绿 577492 540 青 492470 480 兰 470455 460 紫 455400 430 可见光七彩颜色的波长和频率范围13.2 光源 光的干涉一、光源(1) 热辐射 (2) 电致发光 (3) 光致发光 (4) 化学发光 自发辐射(5) 同步辐射光源 (6) 激光光源 受激辐射13.2 光源 光的干涉能级跃迁波列波列长 L = c

4、 10-8初相不相关(同一原子先后发的光).自发辐射E2E1受激辐射 = (E2-E1)/hE1E2完全一样(频率，相位，振动方向，传播方向)相干光源原子中处于高能级E2的电子，会在外来光子诱发下向低能级E1跃迁，并发出与外来光子一样特征的光子。受激辐射连续发生，得到更多特征完全相同的光子，称之为光放大。由受激辐射得到的放大了的光是相干光，称之为激光。二、光波的叠加P12r1r2两波在P 点的光振动P 点的合光矢量两边平方P 点光强(1)(2)1.非相干叠加讨论(3)若 ，但 不恒定。(3)= 02.相干叠加相干条件：频率相同；相位差 恒定；光矢量方向平行。P 处波的强度其中(1) 干涉相长（

5、明）(2) 干涉相消（暗）若若，则 。，则 。13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验 （分波阵面法） 一、杨氏双缝实验 明条纹位置明条纹位置明条纹位置获得相干光的方法1. 分波阵面法（杨氏实验)2. 分振幅法（薄膜干涉)x两波在 P 点的相位差恒定不变，为x波程差两波在 P 点的相位差恒定不变，为x 明纹 暗纹k = 0, 1，2，k = 0, 1， 2，相邻暗条纹中心间距相邻明纹中心间距(2) 相邻明条纹间距 正比于 ；(3) 当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地排列着几条彩色条纹 。讨论条纹周期性排列是光波空间周期性的体现。0级明纹(1) 为了能分辨各级，得到干涉图像，要求

6、d n1, n3 或(n2 最大或最小)n2 n1, n321SP 例1 一油轮漏出的油(折射率n1=1.20)污染了某海域, 在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污。 (1)如果太阳正位于海域上空，一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对的油层厚度为460 nm,则他将观察到油层呈什么颜色？ (2)如果一潜水员潜入该区域水下，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？解 (1)绿色解 (2)透射光的光程差红光紫光紫红色光线垂直入射，经劈尖上下表面的反射，形成两束反射光，光程差为一、等厚干涉 1. 劈尖干涉adkdk+1明纹中心暗纹中心 明纹 暗纹空气劈尖（明纹）（暗纹）相邻明纹（

7、暗纹）间的厚度差劈尖干涉 条纹间距干涉条纹的移动(1) 同一厚度 d 对应同一级条纹等厚条纹。讨论等厚条纹待测工件平晶D(2) 空气劈尖顶点处是一暗纹。(3)应用：可测量小角度、微小位移 x、微小直径 D、测表面不平整度等。adkdk+1明纹中心暗纹中心(2)测膜厚(1)干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用 劈尖干涉的应用(3)检验光学元件表面的平整度空气 (4)测细丝的直径 为了测量一根细的金属丝直径D，按图办法形成空气劈尖，用单色光照射形成等厚干涉条纹，用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出D。已知单色光波长为 589.3 nm，测量结果是：金属丝与劈尖顶点距离L=28.880 mm，第1条明

8、条纹到第31条明条纹的距离为 4.295 mm。解 条纹间距 例1求 金属丝直径D。D例 2 波长为680 nm的平行光照射到L=12 cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触 ，另一边被厚度=0.048 mm的纸片隔开. 试问在这12 cm长度内会呈现多少条暗条纹 ？解共有142条暗纹2. 牛顿环 光程差明纹 暗纹 内低外高内疏外密(2) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度 。(1) 若接触良好,中央为暗纹半波损失。 样板待测透镜条纹讨论例1 如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长 的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条

9、纹已知玻璃的折射率为 ，油膜的折射率 ，问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距 时，干涉条纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所在处的 油膜厚度为多少？SLG解 条纹为同心圆明纹油膜边缘由于 故可观察到四条明纹 .油滴展开时，条纹间距如何变化？条纹数目增加还是减少？解：如图，设第K级条纹的牛顿环半径为rk，该处的光程差为一个折射率为=1.5的透明球冠，其球面半径为R，放在一个n2=n1=1.5,n3=1.75的两种透明物质的两矩形块上。求:(1)薄膜为空气时，牛顿环的第k级明纹半径。例题2则该处空气膜厚度为:解：一个折射率为=1.5的透明球冠，其球面半径为R，放在一个n2=n1=1.5,n3

10、=1.75的两种透明物质的两矩形块上。求:(1)薄膜为空气时，牛顿环的第k级明纹半径。例题2对亮纹有即：故（k=1,2,-）条纹为以接触点为中心的同心圆环，而中心处则为暗纹（ ）（2）若劈尖中充满n4=1.6的透明物质时，牛顿环如何变化？（设用波长为的单色光正入射）则光程差为:解：当在劈尖中充满4=1.6的透明物质时，对条纹半径为r处有右侧左侧n2=n1=1.5,n3=1.75对于左右两侧，分别可求出其第k级明暗条纹半径：对于左右两侧，分别可求出其第k级明暗条纹半径：小结(1)等厚干涉条纹为光程差相同的点的轨迹， 即厚度相等的点的轨迹。(2)厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距.

11、(3)条纹的动态变化分析（ 变化时） 波长550 nm黄绿光对人眼和照像底片最敏感。要使照像机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38 ，玻璃的折射率n=1.55。解 两条反射光干涉减弱条件 k = 0 时,增透膜有最小的厚度 并非对所有波长的光都具有小的反射率。 例1求 氟化镁薄膜的最小厚度。说明光程差玻璃薄膜例2一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到500 nm和700 nm这两个波长的光在反射中消失。油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50。解 根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的

12、条件为 求 油膜的厚度 。光源移动 M1 镜观察屏13.6 迈克耳逊干涉仪一、干涉仪结构M1 镜M2镜半反半透镜 调节M2 的倾斜度，可分别得到等厚干涉和等倾干涉 平面镜M1可以前后移动二、工作原理空气膜加强减弱光程差光束1和光束2就像来自于空气薄膜 ( M1 和 M2之间) 的上下表面一样。调节M2 的倾斜度，可分别得到等厚干涉和等倾干涉（M2 的像）半反半透膜插入介质片光程差光程差变化光程差干涉条纹移动数目介质片厚度例1 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入 长的玻璃管，其中一个抽成真空， 另一个则储有压强为 的空气，用以测量空气的折射率。设所用光波波长为546 nm，实验时，向真空玻璃管中

13、逐渐充入空气，直至压强达到 为止。在此过程中，观察到107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率 。解三、时间相干性 两光束产生干涉效应的最大光程差称为相干长度,与相干长度对应的光传播时间称为相干时间。 时间相干性的好坏，就用一个波列延续的时间或波列长度L来衡量。13.7 惠更斯菲涅耳原理一、光的衍射现象衍射屏观察屏光源(剃须刀边缘衍射)设波面 Q 初相为0 ，其上面元ds 在P 点引起的振动为倾斜因子二、惠更斯菲涅耳原理1、同一波前上的各点发出的都是相干次波；2、各次波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。P 点的振动(远场衍射)2. 夫琅禾费衍射(近场衍射)1. 菲涅耳衍射 三、光的

14、衍射分类无限远光源无限远相遇光源O ,观察屏E (或二者之一) 到衍射屏S 的距离为有限的衍射，如图所示。光源O ,观察屏E 到衍射屏S 的距离均为无穷远的衍射。( 菲涅耳衍射 )*一、半波带法|2|2|2对于 P 点，狭缝处半波带的数目|2*抵消a13.8 单缝的夫琅禾费衍射一、半波带法|2|2|2暗纹条件明纹条件相邻两个半波带在 P 点引起的光振动相互抵消|2*抵消a13.8 单缝的夫琅禾费衍射|2|2|2*42半波带数目级数一级暗纹二级暗纹一级明纹二级明纹35暗纹条件明纹条件相邻两个半波带在 P 点引起的光振动相互抵消干涉相消(暗纹)干涉加强(明纹)（介于明暗之间） 个半波带 个半波带中

15、央明纹中心(2) 单缝衍射和双缝干涉条纹比较。单缝衍射条纹双缝干涉条纹，则 在观察屏上形成狭缝的几何投影波动光学退化到几何光学。(1)讨论用波长为 的光垂直照射狭缝，得到单缝的夫琅禾费衍射图样，第三级暗纹位于屏上的P点，问 （1）若将狭缝宽度减小一半，P点是明纹还是暗纹？（2）若用波长为 1.5 的光照射狭缝，P点是明纹还是暗纹？例1解（1）P点是一级明纹。（2）波长增大 1.5 倍，半波带数目变为原来的 1/1.5，即 4个，所以P点是二级暗纹。暗纹明纹(1)第一暗纹距中心的距离第一暗纹的衍射角光直线传播 增大， 减小 一定减小， 增大衍射最大 一定， 越大， 越大，衍射效应越明显。二、条纹

16、特征角范围 线范围中央明纹的宽度(2)中央明纹（ 的两暗纹间） 单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？ 入射波长变化，衍射效应如何变化？越大， 越大，衍射效应越明显。 (3)条纹宽度（相邻条纹间距）除了中央明纹外其它明纹的宽度干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）(4)单缝衍射的动态变化单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上. 单缝上下微小移动，根据透镜成像原理衍射图不变 .(5)入射光非垂直入射时光程差的计算（中央明纹向下移动）（中央明纹向上移动）求对于暗纹有则如图所示，设有一波长为 的单色平面波沿着与缝平面的法线成 角的方向入射到宽为 a 的单缝 AB 上。解在狭缝两个边缘处，衍射角为 的两光的光程差为

17、例1写出各级暗条纹对应的衍射角 所满足的条件。 例2 如图，一雷达位于路边 15 m 处，它的射束与公路成 角。假如发射天线的输出口宽度 ，发射的微波波长是18 mm ，则在它监视范围内公路长度约是多少？解 将雷达天线输出口看成是发出衍射波的单缝，衍射波能量主要集中在中央明纹范围内.根据暗纹条件三、光学仪器的分辨本领1. 圆孔的夫琅禾费衍射孔径为D衍射屏中央亮斑(艾里斑)2. 透镜的分辨本领几何光学 物点经圆孔衍射后,一个点光源对应一个艾里斑 (84%)波动光学物点一一对应像点一一对应像斑爱里斑的半角宽度*望远镜：瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第

18、一暗纹处), 此两像被认为恰可分辨。可分辨刚可分辨不可分辨讨论：光学仪器的分辨率和放大率。最小分辨角两像恰可分辨光学仪器的最小分辨角如何提高分辨率？眼睛的最小分辨角为设人离车的距离为 S 时，恰能分辨这两盏灯。在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距 d=120 cm ，设夜间人眼瞳孔直径为 D=5.0 mm ，入射光波为 =550 nm。例1人在离汽车多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯？求解d =120 cmS观察者因此I0 绝大部分的光能量都落在中央明纹上。对于其它各级明纹，光强随衍射角的增大而很快减小。单缝衍射13.9 衍射光栅及光栅光谱单缝衍射的缺点：1）缝必须很细，透过的光强很小，条纹不够亮；

19、2）条纹较宽，明暗条纹区分不明显，定位误差较大。S*屏幕L2L2单缝在纸面内垂直透镜光轴上、下移动，屏上衍射图样不改变。解决单缝衍射缺点的一个方案多缝取代单缝S*多缝会使条纹的亮度增强，并且会使明条纹变细。单缝衍射条纹多缝衍射条纹一、 光栅 许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.衍射角透射光栅 (衍射光栅)反射光栅 (闪耀光栅)1、光栅分类用途：分光；用作长度和角度的精密测量、激光技术中的调制元件和自成像元件；（1）机制光栅：在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕,刻过的地方不透光，未刻的地方透光。（2）全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干板上曝光，经显影定影制成全息光栅，

20、条纹更密，条纹间隔误差更小。（3）复制光栅。2、光栅制作方法天然晶体内按一定规则排列的微粒，形成 “空间光栅”（两微粒间距离比人工刻出来的痕距要小得多），它适用于对X射线的衍射。 平行光照射在光栅上。对光栅中每一狭缝来说，均有单缝衍射的结果，由于光栅中有大量的等面积的平行狭缝，所以最后结果并不是每个单独的狭缝所起的作用，还必须考虑来自各个狭缝所发出的光波之间的干涉。明纹位置相邻两缝间的光程差：光栅常数：光栅常数衍射角：透光部分的宽度：不透光部分的宽度二、光栅衍射条纹的形成光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果光栅方程1、考虑缝间光线干涉 条纹最高级数讨 论 光强分布1 条 缝20 条 缝3 条 缝

21、5 条 缝 光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.亮纹的光强：单缝光强）（：狭缝数，一定， 减少， 增大一定， 增大， 增大光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远sinI单缝衍射N条单缝衍射L2L2单缝夫琅和费衍射图样，不随缝的上下移动而变化。2、考虑单缝衍射单缝衍射的光强分布缝间干涉的光强分布光栅衍射的光强分布光栅衍射图样是缝间干涉形成主极大明条纹光强受单缝衍射光强分布调制的结果。b sin =k k=1, 2, 缺级时衍射角同时满足：(b+b) sin =k k=0,1, 2, 即：k 就是所缺的级次由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹缝

22、间干涉极大条件单缝衍射极小条件3、缺级缺 级k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6缺级：k=3,6,9,.缺级光栅衍射 第三级极 大值位置单缝衍射 第一级极 小值位置例1 波长为6000的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在sin2=0.2处，第4级为一个缺级。求(1)光栅上相邻两缝的距离是多少？(2)狭缝可能的最小宽度是多少？(3)按上述选定的b、b值，实际上能观察到的全部明纹数是多少？解: (1)在-900900范围内可观察到的明纹级数为k=0,1, 2, 3, 5, 6, 7, 9,共15条明纹一级光谱二级光谱三级光谱三、衍射光谱

23、三、衍射光谱例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分:连续光谱：炽热物体光谱线状光谱：钠盐、分立明线带状光谱：分子光谱1、衍射光谱分类2、光谱分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分析出元素的含量。例2 用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.解红光第三级光谱的张角第三级光谱所能出现的最大波长绿光紫光不可见3、重级现象当两波长的光同时满足：在该衍射方向上两波长对应的 和 级重叠，称为重级现象。“缺级” 克服重级如420nm的第三级谱线与630nm 的第二级谱线重叠，可用 的光

24、栅使其第二级谱线缺级，顺利地对420nm的光谱进行测量。也可用滤色片将630nm的光滤掉（即吸收），来避免重级。例3 一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长1=4400, 2=6600实验发现，两种波长的谱线第二次重合(不计中央明纹)于衍射角=600的方向上，求此光栅的光栅常数d。解：第二次重合k1=6,k2=4一束波长为 480 nm 的单色平行光，照射在每毫米内有600条刻痕的平面透射光栅上。求(1) 光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱？(2) 光线以 30入射角入射时，最多能看到第几级光谱？例4解(1)能出现的条纹的级次(2) 斜入射时，可得到更高级次的光谱。(1) 斜入射级

25、次分布不对称。(3) 垂直入射和斜入射相比，完整级次数不变。说明当 = -90时当 = 90时(2)能出现的条纹的级次时，第二级主极大也发生缺级，不符题意，舍去。每毫米均匀刻有100条线的光栅，宽度为D =10 mm，当波长为500 nm的平行光垂直入射时，第四级主极大谱线刚好消失，第二级主极大的光强不为 0 。(1) 光栅狭缝可能的宽度；(2) 第二级主极大的半角宽度。例5(1) 光栅常数 第四级主极大缺级，故有求解时时，符合题意的缝宽有两个，分别是2.510-3 mm 和7.510-3 mm。(2) 光栅总的狭缝数 设第二级主极大的衍射角为 2N ，与该主极大相邻的暗纹( 第2N +1 级

26、或第2N - 1 级 ) 衍射角为 2N -1 ，由条纹公式有代入数据后，得第二级主极大的半角宽度 1895年德国物理学家伦琴发现X 射线（因此于1901年获首届诺贝尔物理学奖）。 衍射前提：缝宽与入射光波长差不多 X射线是波长约为0.4 - 10 的电磁波。（一般光栅 ）既然 X 射线在本质上和可见光一样，也应该产生干涉、衍射等现象，但对于这样短的波长，普通的光学光栅是无法实现衍射的。根据劳厄斑点的分布可算出晶面间距，掌握晶体点阵结构。 晶体可看作三维立体光栅。晶体底片铅屏X 射线管1895年伦琴发现X 射线。X 射线是波长很短的电磁波。 伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的

27、射线称射线劳 厄 斑 点铅板单晶片 照像底片 单晶片的衍射1912年劳厄实验X 射线冷却水布 拉 格 反 射入射波散射波 1913年英国布拉格父子提出了一种解释射线衍射的方法，给出了定量结果，并于1915年荣获物理学诺贝尔奖晶格常数 相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件 布拉格公式意义1：开创了医疗影像技术的先河 利用电子计算机X射线断层成像（CT），可以更好的分辨人体内部结构图像，大幅提高了疾病诊断的准确性，成为20世纪医学诊断领域所取得的最重大的突破之一。此后，医疗影像技术迅猛发展，核磁共振成像（MRI）、计算机放射成像（CR）、数字放射成像(DR)、发射式计算机断层成像（ECT）等各

28、种数字化医疗影像新技术不断涌现，组成了功能强大的放射成像信息系统（RIS），成为医疗诊断必不可少的重要基石。 意义2： 德国、美国、英国联合研制的一颗X射线天文卫星拍摄到了月亮的X射线照片、观测了超新星遗迹和星系团的形态、探测了分子云发出的弥散X射线辐射阴影、孤立中子星、苏梅克-列维9号彗星与木星碰撞发出的X射线、双子座X射线源杰敏卡的脉动等等，还发现了彗星的X射线辐射。 用途 测量射线的波长，研究X射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能。例如：对大分子DNA晶体的成千张的X射线衍射照片的分析发现DNA是有两个周期的螺旋，进一步的理论分析得出DNA分子的双螺旋结构。DNA

29、 晶体的X衍射照片DNA 分子的双螺旋结构 布拉格公式光 栅 小 结明纹位置1、光栅方程2、缺级3、重级4、 布拉格公式一、光的偏振态及分类1、光的偏振态横波：光矢量 位于与传播方向垂直的平面内光矢量 在该平面内的具体振动方式, 称为光的偏振态。2、光的偏振态的分类（1）线偏振光（linearly polarized light）在一束光中，所有子光波的光矢量 均在同一个方向振动,这样光称为线偏振光。播传方向zyxo振动面面对光的传播方向看光矢量 与光的传播方向构成的平面称为振动面。线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解线偏振光的表示法：光振动垂直屏面光振动平行屏面（2）自然光（natural l

30、ight） 发光的随机性 发光的间隙性E2E3E4EE6E5任意方向的振动都不比其它方向的振动占优势。任意方向的振动都不比其它方向的振动占优势。没有优势方向自然光的圆模型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。自然光的分解自然光的分解自然光的分解自然光的表示法：（3）部分偏振光（partially polarized light)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：平行屏面的光振动较强垂直屏面的光振动较强部分偏振光:光波既不是完全偏振光,也不是自然光,而是两者的混合 偏振光在科学研究等领

31、域获得极为广泛的应用,但是普通光源发出的光是自然光,通过什么途径来获得线偏振光?问题？二、偏振片 起偏和检偏偏振片：能够将自然光变为偏振光的元件。只允许某一方向的光振动通过。从自然光获得线偏振光的过程称为起偏，获得线偏振光的器件或装置称为起偏器。起偏器有多种，例如，利用光的反射起偏的玻璃堆,利用晶体的二向色性的各类偏振片. 起 偏偏振化方向起偏器重要规律：2、自然光通过偏振片光强衰减一半。1、自然光通过偏振片变为线偏振光；偏振片的偏振化方向（又称为透偏振方向）：偏振片允许通过的光振动的方向，也就是透过偏振片的偏振光的光振动方向。偏振化方向自然光偏振片线偏振光偏振片的作用机制作用机制是利用材料的

32、选择性吸收效应(二向色性)，即对不同方向的电磁振动具有不同吸收的性质。偏振片的原理可以用图中的线栅模型来说明:将具有网状结构的聚乙烯醇高分子化合物薄膜作为片基，把它浸入碘液中，再经过硼酸水溶液还原稳定后，再把它定向拉伸 4-5 倍，使大分子定向排列。即经拉伸后，使高分子材料由网状结构变成线状结构，碘分子则整齐地被吸附在该薄膜上。 I 有变化, 最小值为零(消光)是什么光？I 有变化,但最小值不为零，是什么光？I 不变，是什么光？检偏：用偏振器件检查入射光的偏振性。慢慢旋转检偏器,观察透过偏振片的光的光强I如何变化？?待检光IP旋转自然光线偏振光部分偏振光偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直时屏上光强为零线偏振光垂直入射到偏振片上，透过的光强如何？I0IPP E0E=E0cos 如果入射线偏振光的光强为I0，透过检偏器后,透射光的光强为I，则 马吕斯定律（1809） ：线偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向之间的夹角。P : 为偏振化方向 三、马吕斯定律例1 有两个偏振片,一个用作起偏器，一个用作检偏器。当它们偏振化方向间的夹角为 时，一束单色自然光穿过它们，出射光强为 ; 当它们偏振化方向间的夹角为 时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强为 ， 且 。求两束单色自然光的强度之比。解 设两束单色自然光的强度分别为