医学物理学-光偏振

光是电磁波，光的偏振现象证实了光是横波。第三节光的偏振一、自然光和偏振光1、光矢量引起感光作用和生理作用的主要是E矢量，常用E代表光波的振动方向，把E矢量称为光矢量(lightvector)。EB2、自然光

(naturallight)图c图d图b图a自然光的图示法为：在所有可能的方向上，E矢量的振幅都相等,这样的光称自然光。3、偏振光(polarizedlight)偏振光的图示法为：光矢量只沿一个固定方向振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。平面偏振光：偏振光的振动方向和光的传播方向构成的平面称为偏振光的振动面。与振动面垂直而且包含传播方向的平面称为偏振面。振动面(planeofvibration)：偏振面（planeofpolarization）部分偏振光：图示法为：→光矢量在某一确定方向上有

最强值的现象，称为部分偏振光(partialpolarizedlight)二、马吕斯定律能够把自然光变成偏振光的装置。透射轴1、起偏与检偏起偏器(polarixer):检偏器:(analyzer)用于检测光波是否偏振并确定其振动方向的装置。ASPAPS2、马吕斯定律(Maluss’law)E0E1E2E1θ为透射轴方向与入射光振动方向的夹角E0E1=E0cosθE2=E0sinθ与A透射轴平行与A透射轴垂直E0E1E2E1马吕斯定律例：两块偏振片的透射轴互成900，在它们之间插入另一偏振片，使它的透射轴与第一片的透射轴夹角为300角，射向第一偏振片的自然光强度为I0，求通过三块偏振片的光强。解：解：解：解：3、偏振度(degreeofpolarization)自然光偏振光0<P<1部分偏振光检查部分偏振光时，透射光强有极大、极小值。偏振度n1n2三、布儒斯特定律自然光在两种各向同性的介质的分界面发生反射和折射，反射光和折射光一般为部分偏振光。n1n2当时反射光即成为光振动垂直于入射面的偏振光。反射光与折射光垂直。布儒斯特定律n1n2折射定律io布儒斯特角(Brewsterangle)，又称为起偏角。光强很强光强较弱玻璃片堆玻片堆可作起偏器或检偏器上表面：io为布儒斯特角下表面：γ为布儒斯特角，反射光为偏振光。γγγγ四、光的双折射(birefringence)

一束光线射向各向异性的晶体时，出现两条折射光线的现象称为双折射。方解石1、双折射2、两折射光线的区别两条折射光线分别称为o光、e光，它们是偏振光。O光：遵守折射定律的光线叫做寻常光（ordinarylight)。o线e线·O光波阵面O光在各个方向n相同，波速v=c/n，波阵面是球面。o线e线o线e线e光：不遵守折射定律的光，称为非常光(extraordinarylight)。·e光波阵面e光在各个方向n不相同，波速v=c/n，波阵面是椭球面。3、光轴在晶体内存在一个特殊的方向，光沿着这个特殊方向传播时不发生双折射现象，在此方向上o光和e光都以同样的速度传播，这个特殊方向称为晶体的光轴。单轴晶体(uniaxialcrystal)只有一个光轴的晶体称为单轴晶体，如：方解石，石英。双轴晶体(biaxialcrystal)有两个光轴的晶体称为双轴晶体，如：云母。4、单轴晶体与双轴晶体主平面：晶体中某光线与光轴组成的平面，叫该光线的主平面。5、主平面(principalplane)6、正晶体与负晶体主折射率光轴uouee波面o波面ueuo光轴负晶体称为负晶体(negativecrystal)（如方解石、红宝石）称为正晶体(positivecrystal)（如石英和冰）光轴uouee波面o波面正晶体

若已知光轴、入射光方向即可由惠更斯原理确定两个折射光线的传播方向，从而解释双折射现象的产生。7、用惠更斯原理解释晶体的双折射现象下面以负晶体方解石为例，如垂直入射光波

斜入射光波五、二向色性(dichroism)如电气石晶片，仅1mm厚就可把o光完全吸收，让e线通过，因此电气石晶片可作为起偏器、检偏器。二向色性：晶体对相互垂直的两个光振动有选择性吸收的性能。

例：光的偏振现象证实：

A.光是横波

B.光是纵波；

C.光是电磁波。A.光是横波例：关于波的偏振现象，下列说法正确的是A.波具有偏振现象说明该波是纵波；B.单色光一定是偏振光；C.偏振光一定是单色光；D.偏振光可以是单色光，也可以是复色光D例：从钠光灯发出的单色光，强度为I0，照射在偏振片上，则透射光的强度为：

A.I0B.I0/2C.I0/4D.I0cos2θB.I0/2例：当两偏振片透射轴夹角由30°变成45°时，变化前后透射光强度之比为C.3D.2B.B.

例：如图，①用透射轴与纸面垂直的偏振片查看o,e两光，见到的是哪一束光？②将偏振片旋转90°看到的又是哪一束光？③再旋转180°看到的会是哪一束？oe答：①o光②e光③e光例：若在空气中测得某种介质的起偏角为і0,根据布儒斯特定律，该介质的折射率为A.tgi0B.I0C.arctgi0D.无法确定A.tgi0例：一束太阳光以某一入射角射在平面玻璃上，这时反射光为完全偏振光，透射光的折射角为32°，则入射角为：

A.32°B.28°C.60°D.58°D.58°

例：用透射轴夹角为30°的两偏振片看一光源，再用透射轴夹角为60°的两偏振片看同一位置的另一光源，观察到光的