大物-光偏振han p同频率,振动方向垂直两个简谐合成

同频率,振动方向垂直的两个简谐振动的x

Ax

cos(t

1

)y

Ay

cos(t

2

)

2

1合振动的轨迹x

yxyA

A

2

xy

cos

sin

2

2

yA

2

A

2x2复习12

1

042

1

32

1

44547122

223第13章光的偏振§13.1

光的偏振态§13.2

马吕斯定律§13.3

反射和折射时的偏振现象§13.4

双折射现象§13.5

旋光性3§1光的偏振态方向的偏振：振动方向相对于光的不对称性。只有横波才有偏振。4•

•

•5光的偏振态：光矢量在垂直于光

方向的二维平面内的所具有的不同振动状态。光的五种偏振态：（1）线偏振光;（2）圆偏振光；（3）椭圆偏振光；（4）自然光；（5）部分偏振光1.线偏振光光矢量的振动沿某一确定方向。在与光

方向垂直的平面内，光矢量端点的轨迹是一条直线，光矢量只改变大小，不改变方向。线偏光表示为：任意线偏振光可以分解成两个振动方向互相垂直的相位相同或相反的线偏振光之和。xy72.圆偏振光在垂直于光

方向的固定平面内，光矢量的大小不变，但随时间以角速度

旋转，其末端的轨迹是圆。任意圆偏振光可以分解成两个互相垂直的、相位差为

/2、同振幅的线偏振光之和。迎着光的

方向看，光矢量逆时针旋转的称为左旋，反之为右旋。83.

椭圆偏振光在垂直于光方向的固定平面内，光矢量的方向和大小都随时间改变，光矢量端点的轨迹是椭圆。椭圆偏振光yx的任意椭圆偏振光可以分解成两个互相垂直的、相位差为

线偏振光之和：迎着光的方向看，光矢量逆时针旋转的称为左旋，反之为右旋。910yx4.自然光在垂直于光方向的平面内,光矢量在各个方向的几率相等,振幅也相同，但没有固定相位关系。xy00IExyE自然光自然光等效为两个振幅相等、互相垂直的、无相位关系的线偏振光。02x

y

x

yE

E

I

I

1

I自然光表示为：4.部分偏振光在垂直于光

方向的平面内,光矢量在各个方向的几率相等,但振幅不对称，在某一方向振动较强，而在与它垂直的方向较弱。且各个方向的振动没有相位关系。yx表示为：•

•

•11§2

马吕斯定律121.二向色性物质对入射光的吸收率与光的振动方向和波长有关。晶体的二向色性：晶体对互相垂直的两个光矢量具有选择性吸收的性能。2.偏振片：利用二向色性产生线偏振光的光学器件。（透）光轴天然电气石表示为：：表示透光方向或13PP3.起偏和检偏起偏器：将自然光变为线偏光的光学器件检偏器：检验光偏振态的光学器件检偏最亮•

•

•一般用消光检验线偏光，称为消光起偏器

检偏器•

•

•144.马吕斯定律光强为I

的线偏光，通过偏I

0IPE00E

c0振片后的光强I：I

(E

cos

)2

I

cos2

0

015例、偏振片P1，P2，P，P在P1

，P2之间，P1

与P2正交，P与P1的偏振化方向成300

角，问自然光通过三个偏振片以后强度成为原来的百分之几？偏振光的应用1）防止对面来的灯光耀眼汽车车灯与窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜162）放原理：利用人眼的双眼效应1718§3

反射和折射时的偏振现象1.

布儒斯特定律n1n2i垂直振动强r平行振动强19当i0

r

900

时,布儒斯特角n12n线偏光r部分偏振光20S21线偏光线偏光应用：1、测量不透明介质的折射率。如珐琅2、产生线偏振光玻璃片堆反射起偏和透射起偏在相机的镜头前加上偏光镜，摄影者在岸上将相机以53°左右（估计）对准水面，旋转镜头前的偏光镜，使其偏振化方向与反射光的偏振面垂直拍照（此时，在取景器中看到水中的物体最清楚），则可大大减小反射光的影响，拍到清晰的水中物体。偏光镜2223§4

双折射现象双折射：在各向异性介质中，一束光分解为两束折射光的现象。1.双折射现象双折折射射现现象24方解石晶体o光e光o光：在晶体内的

遵守折射定律。（沿各个方向折射率相同，折射光线在入射面内。）e光：在晶体内的

折射定律。o光和e光都是线偏光25光轴:晶体内的确定方向，沿此方向不发生双折射.

(也叫晶轴)单轴晶体:石英，方解石，冰，红宝石双轴晶体:云母，蓝宝石，晶体硫磺晶体的主截面：通过光轴并与晶面相垂直的平面26光线的主平面:光线和光轴构成的平面,为该光线的主平面o光的振动方向

o

光的主平面e光的振动方向

//

e

光的主平面o

光振动方向

e

光振动方向27283.惠更斯原理解释双折射现象光轴vevo负晶体

vo

ve光轴vevo正晶体vovee光的主折射率eevn

cve,ne为垂直于光轴方向的值neno方解石1.48641.6584石英1.55341.5443光轴EAeOFeO•惠更斯作图法解释双折射29方向相同，不分开，光振动互相垂直，但

速度不同。结论：o光和e光光轴EF’E’FO••e30光轴平行晶体表面，平行光垂直入射：31e

o

2

(n

n

)d方解石波片do光和e光的相位差为：

o

e>0

o光超前<0

o光e

eo

o

t

2

n

d

t

2

n

d4.波片从单轴晶体上切割下来的，光轴平行于晶面的晶体薄片，称为波片。232

四分之一波片(或/4片)二分之一波片(或/2片)

波片是针对某一波长而言，作用是使出射的o光和e光之间产生一定的相位差。5.椭圆偏振光的获得，及偏振光的检验当

4时:圆偏光

0

or

时:线偏光圆，椭圆偏振光的获得(1).

线偏光通过/4

片后，出射光一般为正椭圆，长，短轴沿光轴方向。光轴AOAe233

圆偏光通过/4片后，为线偏光；椭圆偏振光通过/4片后，一般为椭圆偏振光。当椭圆偏振光的长,短轴与波片的光轴平行时，为线偏光。出射光仍为线偏光，但偏振方向绕光轴转了角2

。(2).

线偏光通过/2

片AOAe

34五种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零光强不变两明两暗线偏振光在光路中1/4波片，再旋转检偏器，若在光路中

1/4波片，并使光轴沿着所检得的暗方位，旋转检偏器，若两明两零光强不变两明两零两明两暗圆偏光自然光椭圆偏振光部分偏振光35单色自然光线偏振光振动面转过的角度（为旋光率）溶液旋光物质:

L

cLL旋光晶体线偏振光通过某种物质后，振动面会转过一个角度，这种现象叫旋光现象．这种物质叫旋光物质．§5

旋光性P1P2（C为溶液浓度）（/为比旋光36

率）37ELEREo·LE

ER(a)(b)LERERφLE菲涅耳的解释线偏振光可看作是同频率、等振幅、有确定相位差的左(L)、右(R)旋圆偏振光的。

L

R

nL

nRE量糖术对溶液

cL据此可制成“量糖计”，并发展为“量糖术”。其他应用：分析化工产品、药剂中的左、右旋光异构体的成分，…天然的蔗糖(C12H22O11)分子,不论是从甘蔗来还是从甜菜来,都是右旋的。天然氯霉素药能治病,它是左旋的。而人工的氯霉素是左旋,右旋各一半,只有一半有疗效,所以,它的价格只是天然氯霉素的一半。38P1P2·

·dFSF有机玻璃C光弹效应光通过各向异性晶体时会产生双折射效应。而象聚碳酸酯塑料、环氧树脂等透明材料通常情况下是各向同性的，光通过时并不会产生双折射。但当它们受到外力作用后，则表现为各向异性，产生双折射，称为光弹效应光弹效应主要用来测量建筑构件、机械零部件在工作状态下的应力分布及其变化。39钓钩的光弹图象模型的光弹图象40应力变化大的地方,条纹密;应力变化小的地