物理光学：4-1偏振光概述

§4－1偏振光概述一、偏振光与自然光（PolarizedlightandNaturallight）

1、自然光：具有一切可能的振动方向的光波之和。

大量原子发光的统计效果构成了自然光方向无规律相位无规律没有优势方向(统计平均)自然光的分解非相干自然光的表示法：···自然光的表示

2、偏振光（Polarizedlight）：

光矢量的方向和大小有规则变化的光

线偏振光：光矢量方向不变，其大小随位相变化。

圆偏振光：光矢量大小不变，其方向绕传播方向均匀转动，且矢量末端轨迹为圆。

椭圆偏振光：光矢量大小和方向都在有规律地变化，且矢量末端轨迹为椭圆。偏振光方程：1）线偏振光

振动平面：光矢量与传播方向组成的平面称为线偏振光的振动平面。Z2)圆偏振光(Circularlypolarizedlight)右旋z3)椭圆偏振光

(Ellipticallypolarizedlight)左旋右旋z自然光部分偏振光

3、部分偏振光(Partiallypolarizedlight)

自然光在传播过程中，由于外界的作用造成振动方向上强度不等，使某一方向上的振动比其它方向上的振动占优势。完全偏振光和自然光是两种极端情形，介于二者之间的一般情形是部分偏振光。最常讨论的部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合，天空的散射光和水面的反射光就是这种部分偏振，它可以分解如下：表示法：分解非相干········表示：部分偏振光=

完全偏振光+自然光完全偏振光Ip=Imax-Imin偏振度：完全偏振光（线、圆、椭圆）

P=1自然光（非偏振光）

P=0部分偏振光

0<P<1

1、由反射和折射产生偏振光

1）菲涅尔公式：反射波、折射波与入射波振幅比值的关系2n1q1n2q1q’xzoE1pE1sE’1sE’1pE2sE2p二、偏振光的产生（Productionofpolarizedlight）

主要方法：反射和折射、二向色性、散射、双折射反射光为线偏振光。振动方向垂直于入射面。透射光为部分线偏振光。

2）布儒斯特定律(Brewster’sLaw

)自然光投射到两种不同介质的分界面上时，若入射角满足关系式，则反射光中没有振动平行于入射面的分量。入射角为布儒斯特角，即········2n1n1q2q1q,线偏振光部分偏振光

3）实例（Examples）：用玻璃片堆获得偏振光偏振分光镜ZnS(n2)冰晶石(n1)45。n3（C）用偏光镜消除了反射偏振光（A）玻璃门表面的反光很强（B）用偏光镜减弱了反射偏振光2、由二向色性产生偏振光

二向色性：各向异性的晶体对光的吸收本领随波长改变外，还随光矢量相对晶体的方位而改变。人造偏振片：H偏振片和K偏振片偏振方向二向色性波长偏振光呈某种颜色腰横别扁担进不了城门通光方向3、由散射产生偏振光三.

马吕斯定律(Malus’law)和消光比(Extinctionratio)如果一入射线偏振光的电矢量振动方向和检偏器的透光轴成q角，则通过检偏器之后的光强I为：起偏器（Polarizer

）：用来产生偏振光的偏振器件。检偏器（Analyser

）：用来检验偏振光的偏振器件。A0cosqA0sinqy（透光轴方向）xqI0消光比：最小透射光强和最大透射光强之比。.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化.....起偏器检偏器自然光线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光强为零

线偏振光的检偏检偏：用偏振器件检验光的偏振态I?P待检光

若I不变？是什么光

若I变，有消光？是什么光

若I变，无消光？是什么光思考设入射光可能是自然光或线偏振光或由线偏振光与自然光混合而成的部分偏振光旋转上述办法能区分出自然光和圆偏振光吗？能区分出部分偏振光和椭圆偏振光吗？偏振片的应用▲作