大学物理偏振课件

1、光的偏振（第五讲）作业：P17011-34 11-35 11-36 第十一章 波动光学11-10 光的偏振性 马吕斯定律一自然光E 的振动，在哪个方向都不占优势 二偏振光1完全偏振光(线偏振光)(a)(b) 偏振是横波才有的性质2部分偏振光 振动面光矢量E的方向与光的传播方向所构成的平面线偏振光又称为平面偏振光。电矢量对光的传播方向是对称而又均匀分布的 自然光电矢量振动只限于某一确定平面内的光完全偏振光 三起偏(吸收法)晶体的二向色性 偏振化方向 1928年，美国19岁的大学生E.H.Land，把针状的粉末晶体（硫酸碘奎宁）有序地蒸镀在透明的基片上做成偏振片。 1938年，改为把聚乙烯醇薄膜加

2、热，沿一个方向拉长，使其中的碳氢化合物分子沿拉伸方向形成链状，然后将此薄膜浸入富含碘的溶液中，使碘原子附着在长分子上形成“碘链”，由此做成偏振片。 偏振化方向(透光方向、透光轴)： 偏振片允许光振动通过的方向。 ?四马吕斯定律(适用于线偏振光)(11-37)ONE0平行于偏振化方向的分振动振幅E0cos可以通过垂直于偏振化方向的分振动振幅E0sin不能通过入射光强I0=E02透射光强I = (E0cos)2I = I0cos21)当 =0 时，I=I0全通过。2)当 =90 时，I=0无光通过消光现象。3)偏振光以任意角度通过偏振片。E的振动方向发生变化，偏振化方向入射光振幅马吕斯定律 I0为

3、入射偏振光的光强； 为入射偏振光振动方向与偏振化方向夹角 I为透射偏振光光强。光强度减弱。五检偏检偏方法：用偏振片正对入射光线，以入射光线为轴，转动偏振片。观察透射光的亮度变不变？怎么变？自然光：透射光强总是I0 / 2，光强不变！线偏振光：I=I0cos2 变，则 I 变，出现消光现象。部分偏振光：I0=I1+I2(设I1I2)Imax=I1Imin=I20光强变化，但无消光现象。例1一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴转动偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍。那么入射光中自然光与线偏振光的光强之比为何？解：设其中自然光强I0线偏振光强 I透射光强

4、最大时：Imax= I + I0/2透射光强最小时：Imin= I0/2I0I =1211-12 反射和折射时光的偏振(反射法)n2n1MiiN 实验表明： (1) 在反射光中垂直入射面的光振动多于平行入射面的光振动； 在折射光中平行入射面的光振动多于垂直入射面的光振动； (2) 当入射角i不同时，反射和折射光中两种光振动之比亦不同！能否通过改变入射角 i，获得完全偏振光。一.布儒斯特定律布儒斯特指出：对入射角iBtgiB=n2/ n1(11-38)反射光成为完全偏振光，其振动方向与入射面垂直；iB 布儒斯特角(起偏振角)n2n1MiBN iBr S Sr平行入射面的光振动不能反射。折射光线仍

5、然是平行多于垂直的部分偏振光。三玻璃片堆（检偏）tgiB= n(n=1.50, iB56)对第二面：iB+iB=90tg iB(=ctg iB)=1/niB亦为布儒斯特角iBiB例2.自然光由第一种介质入射到第二种介质时，起偏角为i10 ，由第二种介质入射到第一种介质时起偏角为i20 ，若i10i20 则第 种介质是光密介质？二n2n1Mi10N i10r1Sn1n2Mi20Ni20r2S例3有一平面玻璃板放在水中，板面与水面成 角，设水和玻璃的折射率为 n水=1.333和 n玻=1.517。欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光， 角应是多大？riB1iB2空气水ABC解：tgiB1=

6、 n水iB1=53.12tgiB2= n玻/n水iB2=48.69iB1+r = 90r =36.88在ABC中 +(90+r)+(90 iB2) =180 = iB2r =11.81四. 偏振光的应用汽车车灯与窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜1）防止对面来的灯光耀眼2）放立体电影原理：利用人眼的双眼效应双眼睁开一只眼睁开，一只眼闭上。拍摄：立体电影原理：狭义相对论(1905) ：关于惯性系中时空观的理论； 适用于惯性系广义相对论(1915) ：关于一般参照系及引力的理论； 适用于非惯性系二十世纪初，物理学取得两个伟大成就： 一是研究热辐射问题时，普朗克提出能量子的假设，由此产生了量子力学。一是

7、研究传播电磁场的介质以太是否存在时，产生了相对论。 但相对论的成就远远超出了电磁场理论的范围，它给出了高速物体的力学规律，从根本上改变了时间、空间和运动的概念。建立了新的时空观，揭示了质量和能量的联系，是一个里程碑。14-1 伽利略相对性原理 经典力学时空观一伽利略变换一个事件在两个惯性系中的时空关系某时刻发生在某地点的一个物理现象(x,y,z,t)设有两个惯性参照系S系和S 系，两者满足：1) 各坐标轴相互平行；yOxzSyOxzS2) S 系相对S系沿 x轴以 作匀速直线运动；3) 坐标轴原点O与O点重合时作为公共计时起点。vt以后不加声明，都是指这样的参照系！ 设在空间P点发生一事件P在

8、两坐标系观测该事件的时空坐标为：S：(x,y,z,t)S：(x,y,z,t)二者关系为：x=xvt y =y z =zt =t或:x=x +vt y=y z=z t=t 伽里略坐标变换伽利略坐标变换为何我们承认这一关系式？我们头脑中的经典的时空观。时间是绝对的空间是绝对的绝对时空观x1 x2x1 x2(3) 空间间隔的测量是绝对的XYXYS 系测长度l=x2x1S系测长度l=x2 x1注意：S 系相对棒有相对速度，故测量棒两头坐标值时一定要同时测量。水x1 x2l=x2x1=(x2 vt2 ) (x1 vt1 )=x2 x1= l结论：空间的测量是绝对的。(4)速度变换或称为伽利略速度变换x=xvt y =y z =zt =t例：一小车以速度 沿 X 轴运动,人在小车上打开手电筒,灯光在小车中(S系)以光速 c 传播，则地面的