大学物理第19章光的偏振

§19.1自然光和偏振光偏振光的振动在其振动平面内具有特定的方向性，称为光的偏振。偏振是横波区别于纵波的最明显的特点，光的偏振现象是光属于横波的直接证明。

光是横波，若在一个垂直于传播方向的平面内观察，可能会在某一个方向上光振动强，而另一个方向振动弱。按照光的传播方向与光矢量E的关系可以把光分为以下三类：完全偏振光：非偏振光：自然光部分偏振光：介于两者之间的光线偏振光§19.1自然光和偏振光一、自然光与偏振光1.线偏振光（完全偏振光）

若从垂直于光速平面观察，一束光的电矢量E只沿一个固定的方向振动，这样的光称为线偏振光，或完全偏振光。线偏振光的表示E播传方向振动面·面对光的传播方向看§19.1自然光和偏振光2.自然光

普通光源发出的光，是大量不同振动方向的光波列组成的集合，在与光速垂直的平面内，电矢量E沿各个方向的平均值相等，没有哪个方向占优势，这种光称为完全非偏振光，即自然光。自然光的表示没有优势方向自然光的分解一束自然光可沿任意给定的方向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（没有确定的相位差）。3.部分偏振光

自然光与线偏振光混合之后，使得垂直于光速平面内的光振动各个方向都有，但沿某一方向的振动最强，与此方向垂直的方向最弱。这种光称为部分偏振光。部分偏振光的表示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。4.圆偏振光,椭圆偏振光右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光y

yx

z传播方向

/2x某时刻左旋圆偏振光E随z的变化E0一、偏振片的起偏与检偏1.偏振片§19.2起偏和检偏偏振片

在透明的基片上涂上一层定向排列的“二向色性”晶粒的薄片叫偏振片。所谓“二向色性”晶粒是具有选择吸收性能的物质，只允许沿特定方向振动的光波列通过，而对另一与之垂直方向的振动光波列有强烈的吸收。起偏从自然光获得偏振光的过程叫起偏。检偏检查一束光线是否是偏振光的过程叫检偏。检偏器起偏器线偏振光自然光自然光线偏振光无光2.起偏与检偏二、马吕斯定律自然光通过偏振片后所得到的偏振光光强为原自然光光强的一半.即:线偏振光通过偏振片后所得到的偏振光光强与原偏振光光强的的关系为:上述结论叫马吕斯定律。证明例１．如图所示，在偏振化方向相互垂直的两偏振片之间插入另一个偏振片。问新插入的偏振片的偏振化方向与原偏振化方向夹角为多大时，自然光入射时透过的光强最大。解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向夹角为α，由马吕斯定律，透过第二个偏振片后光强为：透过第三个偏振片后光强为：所以当α为45°时出射光强最大。§19.3反射和折射时光的偏振一、反射与折射中的偏振

一般的讲，当自然光在某两种介质的界面上发生反射与折射时,反射光和折射光都是部分偏振光，反射光中垂直入射面的光振动较强，折射光中的平行于入射面的光振动较强。入射面：入射线与入射点所在面元的法线构成的平面称为入射面。二、布儒斯特定律

当自然光的入射角满足如下条件时，反射光是完全偏振光且振动方向垂直于入射面，而折射光仍是部分偏振光。相应的入射角即布儒斯特角。讨论由折射定律：布鲁斯特定律折射光与反射光垂直！1.布儒斯特定律2.入射光是偏振光时入射角为布儒斯特角例题(作业题19.8)：以下五种情况下，以自然光或线偏振光从空气中入射到两种介质的表面上时，问反射光和折射光各属于什么性质的光？图中i0为布儒斯特角，i

≠i0

i

....i0....i0

i

i0...........