chap10-3 光的偏振.ppt

1、1,光的偏振,1 光的偏振性 马吕斯定律,一.光的偏振状态,1. 线偏振光,线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解,线偏振光的表示法：,2. 自然光,自然光的光矢量在所有可能的方向上,且振幅E相等.,光的偏振,一束自然光可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。,自然光的表示法：,3. 部分偏振光,某一方向的光振动比与之相,光的偏振性 马吕斯定律,垂直方向的光振动占优势的光.,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.,部分偏振光的表示法：,光的偏振性 马吕斯定律,4.圆偏振光和椭圆偏振光,偏振面随时间旋转的光为圆或椭圆偏振光.,迎着光线看,光矢量顺时针

2、旋转为右旋偏振光.,光的偏振性 马吕斯定律,1. 起偏和检偏,二. 偏振片的起偏和检偏,起偏:从自然光获得偏振光.,起偏原理:利用某种光学的不对称性.,起偏器:起偏的光学器件,光的偏振性 马吕斯定律,2. 偏振片,如利用某些物质能吸收某一方向的光振动,而让与这个方向垂直的光振动通过的性质(二向色性)制成起偏器.,检偏:检验偏振光,起偏器也就是检偏器.,这种起偏器叫偏振片.,光的偏振性 马吕斯定律,3. 起偏示意图,自然光I0,线偏振光 I,偏振化方向 (透光方向),4. 检偏,用偏振器件分析、检验光的偏振态.,偏振化方向 (透光方向),光的偏振性 马吕斯定律,I不变？是什么光,I变，有消光？是

3、什么光,I变，无消光？是什么光,三. 马吕斯定律,I0,I,光的偏振性 马吕斯定律,消光,马吕斯定律（1809）,例题1,有两个偏振片,一个用作起偏器,一个用作检偏器.当它们的偏振化方向之间的夹角为30时,一束单色自然光穿过它们,出射光,光的偏振性 马吕斯定律,强为I1;当它们的偏振化方向之间的夹角为60时,另一束单色自然光穿过它们,出射强度为I2, 且I 1=I2 . 求两束单色自然光的强度之比.,解:由马吕斯定律,同理:,光的偏振性 马吕斯定律,取 I1 = I2,两束单色自然光的强度比为:,2 反射和折射光的偏振,自然光反射和折射后产生部分偏振光,一. 反射时光的偏振,反射和折射光的偏振

4、,i = i0 时，反射光只有垂直于入射面的光振动.,且,布儒斯特定律(1812年),i 0布儒斯特角或起偏角,由,反射和折射光的偏振,有: i0+r0=90O,若 n1 =1.00 (空气)，n2 =1.50 (玻璃)，,二. 玻璃片堆折射的偏振,当i =i0时,则:,反射和折射光的偏振,自然光从空气玻璃,玻璃片堆,3 双折射 偏振棱镜,一. 双折射的概念,1.双折射现象,双折射 偏振棱镜,一束光线进入某种晶体,产生两束折射光叫双折射.,方解石,o,e,n1,n2,i,ro,re,(各向异 性媒质),自然光,o光,e光,2.寻常光(o光)和非寻常光(e光),双折射 偏振棱镜,o光 : 遵从折

5、射定律,e光 : 一般不遵从折射定律,e光折射线也不一定在入射面内.,3. 晶体的光轴,当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。,双折射 偏振棱镜,例如，方解石晶体(冰洲石),光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴.,主截面: 晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面.如图入射时,入射面就是主截面.,4. 主平面和主截面,双折射 偏振棱镜,主截面,主平面:,晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面.,一般情况下, o主平面与e主平面是不重合的.,实验表明:,o光是光矢量与o主平面垂直的线偏振光.,双折射 偏振棱镜,e光是光矢量与e主平面平行的线偏振光.,当光轴在入

6、射面内时,主截面,o主平面,e主平面都重合.,二.惠更斯原理对双折射 的解释,双折射 偏振棱镜,1.晶体的主折射率，正晶体、负晶体,在双折射晶体中,o光沿各向传播的速度相同,故o波波面为球面;e光沿各向的传播速度不同,e波面为椭球面.两者沿光轴方向传播速度相同.,o光:,双折射 偏振棱镜,e光:,正晶体 : ne no,负晶体 : ne no,(ve vo),(ve vo),n0 ，ne称为晶体的主折射率,双折射 偏振棱镜,由方解石切割再用树胶粘合而成.,尼科耳棱镜工作原理:自然光在AB面折射为o光和e光,o光以约76入射到AC的加拿大树胶层上. 被AC面全反射.只有e光出射, 产生偏振光.,三.尼科耳棱镜,双折射 偏振棱镜,o光:,而i =76 69,全反射.,两尼科耳棱镜的主截面间的夹角由30转到45.(1)当入射光是自然光时,求转动前后透射光的强度之比;(2)当入射光是线偏振光时,求转动前后透射光的强度之比.,例题2,双折射 偏振棱镜,(1)入射光为自然光夹角为,30时,夹角为45时,所以,(2)入射光为线偏振光,夹角为30时,解:尼科耳棱镜出射为振动面在主截面内的线偏振光.主截面即偏振化方向.,双折射 偏振棱镜,夹角为45时,所以,4 旋光现