大学物理学课件-光的偏振.pptx

大学物理学,章目录,上一页,下一页,节目录,1,、,偏振：,波的振动方向相对于传播方向的不对称性这就是说，横波具有偏振性，而纵波不具备偏振性光是横波，应该具有偏振性纵波的振动相对于传播方向是轴对称的横波的振动相对于传播方向不是轴对称的纵波,横波,一、横波的偏振性,1,、自然光具有偏振性，却是非偏振光,轴对称性,自然光的偏振性被发光的随机性所破坏或掩盖自然光的分解,一般,对称性,自然光的表示,垂直纸面的光振动,平行纸面的光振动,二、自然光,沿某一方向的光振动优于其他方向的光,表示为：,只有沿某一方向的光振动的光，表示为：,只有平行于纸面的光振动,只有垂直于纸面的光振动,垂直方向优于平行方向,平行方向优于垂直方向,三、线偏振光,四、部分偏振光,1,、,晶体（例如硫酸金鸡钠碱）的二向色性：,对互相垂直的两个分振动光矢量具有选择性吸收起偏,：,把自然光变成偏振光自然光通过这种晶体薄片，,自然光只剩下一个方向的振动，而另一个方向的振动则被吸收自然光是非偏振光，那么如何获得偏振光呢？,偏振片,透光轴,自然光,偏振光,一、偏振片的起偏、检偏,1,）自然光通过偏振片后即成为线偏振光，线偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向相同。

2,、偏振片的偏振化方向,：,允许通过光振动的方向叫做偏振片的偏振化（透光轴）方向2,）,若入射自然光的光强为,I,0,，其通过偏振片后，光强降为,I,0,/2,透光轴,偏振片转一周,3,、自然光、偏振光、部分偏振光的检验,线偏振光,部分偏振光,自然光,光强变化且有消光,光强变化且无消光,光强无变化,例 在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹若在两缝后放一个偏振片，则,(),(A),干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强；,(B),干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱；,(C),干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱；,(D),无干涉条纹B,光强为,I,0,的线偏振光，当其振动方向与偏振片的偏振化方向的成,角时，则透过偏振片的光强为：,注意两点：,入射光必须是线偏振光，不是自然光；,是与,cos,2,正比，而不是与,cos,正比I,0,I,二、马吕斯定律,马吕斯定律的证明：,设入射线偏振光的振幅为,A,0,，其振动方向沿,OM,方向，与偏振片的偏振化方向,ON,成,角由于只有平行于偏振化方向的振动,A,/,才能透过，由图可知：,而光强,I,A,2,例 一束自然光入射到由四个偏振片组成的偏振片组上，四个偏振片的放置为：每个偏振片偏振化方向相对于前面一片顺时针转过,30,角，设入射光强为,I,0,，则通过第二片后光强变为,，通过第四片后光强变为,。

I,1,I,2,I,3,I,4,例 用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的,5,倍，则入射光中，自然光强,I,0,与线偏振光强,I,之比为解：,自然光经过偏振片后的光强：,而线偏振光经过偏振片后的光强：,则经过偏振片后的光强最大值是：,最小值是：,由题意知：,因此：,光在两种介质界面上的行为比较复杂，例如：,折射与反射定律：传播方向可能改变；,能流（振幅）将重新分配,半波损失：位相可能突变,偏振特性发生改变,1,、在一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光2,、反射光中是垂直,入射面,的,E,矢量占优势，在折射光中则是平行入射面的,E,矢量占优势3,、反射光、折射光偏振化的程度随入射角,i,而变1808,年，马吕斯发现，自然光入射到两种介质的界面上时：,入射面,：,入射光线与法线组成的平面,入,射,面,自然光,法线,部分偏振光,部分偏振光,一、反射光和折射光的偏振,1812,年布儒斯特发现：当入射角为某角度,i,0,，即满足：,时，反射光中只有垂直入射面的,E,矢量而成为线偏振光，但折射光仍为部分偏振光。

布儒斯特定律,布儒斯特角：使反射光成为全偏振光时的入射角,i,0,入,射,面,自然光,线偏振光,部分偏振光,二、布儒斯特定律,折射定律,布儒斯特定律：,1,）当入射角为布儒斯特角时，反射线和折射线互相垂直，即：,入,射,面,自然光,线偏振光,部分偏振光,讨论：,）光强分配比例：,虽然反射光是,E,矢量垂直于入射面的线偏振光，但反射光中的垂直分量只占入射光中全部垂直分量的,15%,，即反射偏振光非常微弱，这说明了折射光依然是部分偏振光折射光：,）分析反射与折射光的偏振性质,请分析下列情况反射与折射光的偏振性质测定不透明介质的折射率,、用玻璃片堆获取偏振光,i,0,接近完全偏振光,逐渐改变入射角，检测反射光刚好为线偏振光时，那么不透明介质的折射率为：,三、应用,例 一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角，则在玻璃下界面的反射光是（）,(A),自然光；,(B),线偏振光且光振动方向垂直于入射面；,(C),线偏振光且光振动方向平行于入射面；,(D),部分偏振光例 一束平行的自然光，以,60,角自空气入射到平玻璃表面上若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是,；玻璃的折射率为,。