大学物理 完整课件 ch14 光的偏振
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大学物理下-光的偏振134页PPT
1 )
sin2 ( 2
1 )
(1) 合运动一般是在 2A1 ( x向 )、2A2 ( y向 )范围内 的一个椭圆；
(2) 椭圆的性质 (方位、长短轴、左右旋 ) 在 A1 、A2
确定之后, 主要决定于 = 2- 1 。
2
补充材料(波动部分)：
φ不同，质点的运动轨迹不同。 质点运动轨迹随φ的变化情况如下图：
右旋椭圆偏振光
右旋圆 偏振光
右旋椭圆 偏振光
6
y
传播方向 y
E
x
0
x
z
/2
某时刻左旋圆偏振光E 随z 的变化
综上所述，振幅成正比、相位差恒定的两相互垂直 的线偏振光合成后仍然是偏振光。
Ex , Ey 两线偏振光
椭圆偏振光 圆偏振光 线偏振光
是由 决定的
7
二、自然光（natural light or unpolarized light)
1
当 P 01
0
完全偏振光 部分偏振光
自然光
9
14. 2 起偏和检偏(Polarized and Analyzed)
一、偏振片的起偏和检偏
偏振片是一种使自然光变为线偏振光的偏光元件
把偏振片允许通过的光矢量方向称透光方向或偏振化方向 用来从自然光获得线偏振光的器件称为起偏器(Polarizer)； 用来检验入射光是否为线偏振光的器件称为检偏器(Analyzer)。
x=A1cos( t+ 1) y=A2cos( t+ 2)
=0
= /4
.P· Q
= /2
= 3/4
=
= 5/4 = 3/2 = 7/4
光的偏振ppt课件
自然光
....
线偏振光 .
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
（1） I0 cos2 1 I0
2
32
解得 ＝ 54044
（2） I0 cos2 I0
2
3
解得 ＝ 35016
【例题13-2】光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3 后光强为I0 /8，已知P1 P3，问：P1、P2间夹角为何？
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3=I0/8
e光
线偏振光
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿光轴方向传播时不发生双折射。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此 光轴
方向的直线均为光轴。
102o
单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体: 有两个光轴的晶体
78o 78o 102o
4. 主平面(光的传播方向与晶体光轴构成的平面)
·
光轴
·
o光
光轴
e光
(o光振动垂直o 光主平面)
i0 — 布儒斯特角或起偏角
•
i • n1
•
•
i
b
0
n1 sin i0 n2 sin γ n2 sin(900 i0 ) n2 •
光的偏振课件
1．自然光和偏振光主要区别是什么？ 提示：在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动， 偏振光沿某一特定方向振动。
2．为什么戴上偏振片眼镜时，可以清楚地看到水中的游鱼？ 提示：由于水面反射的光对人眼产生干扰，使人不能清楚地 看到水下的物体，从水面反射的光中包含有很多偏振光，偏振片 眼镜可不让这些偏振光进入眼晴，则水中的游鱼可以比较清楚地 被看到。
Байду номын сангаас
对偏振片认识的两个误区 [示例] 如图所示，P 是偏振片，P 的透振方向(用带箭头的 实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种照射 P 时 能在 P 的另一侧观察到透射光( )
A．太阳光 B．沿竖直方向振动的光 C．沿水平方向振动的光 D．沿与竖直方向成 45°角振动的光
解析：根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的透振 方向垂直，光都能通过偏振片。太阳光、沿竖直方向振动的光、 沿与竖直方向成 45°角振动的光均能通过偏振片，故 A、B、D 正确。
[疑后小练] 现实生活中，拍摄日落时水面下的游鱼，由于 水面反射光的干扰，常使照片上的图象不清晰。为此，常在照相 机的镜头前装有一偏振片，让偏振片的透振方向与水面的反射光 的振动方向( )
A．一致即成 0°夹角 B．适当调整成 45°夹角 C．垂直即成 90°夹角 D．随所拍摄景物的远近而随时调整，其方向间夹角为 0°～ 90°间某一值
例 2 在垂直于太阳光的传播方向上，前后放置两个偏振片 P 和 Q，在 Q 的后面放上光屏，以下说法正确的是( )
A．Q 不动，旋转偏振片 P，屏上光的亮度不变 B．Q 不动，旋转偏振片 P，屏上光的亮度时强时弱 C．P 不动，旋转偏振片 Q，屏上光的亮度不变 D．P 不动，旋转偏振片 Q，屏上光的亮度时强时弱
(完整版)大学物理--光的偏振(完全)
偏振化方向：允许通过的光振动方向。常用箭
头“ ”表示。 Io
偏振片
1 I 2 Io
• •• •
自然光
线偏振光
图
假如光是纵波，光强经过偏振片后强度会变吗？ 6
偏振片既可用作起偏器,又可用作检偏器。 若以光传播方向为轴,慢慢旋转检偏片,观察透过 偏振片的光, 光强无变化的是自然光 光强有变化,但最小值不为零的是部分偏振光;
I1
Imax 5 1 2I2 , I2 2
I min
I1 I1
即入射光中自然光和线偏振光的光强之比为1:2。
11
§15.3 反射和折射时光的偏振
1. 反射和折射时光的偏振 布儒斯特定律
•
•i •
•• ••
n1
n2
•
图
•
一般情况下,反射光和折射光都是部分偏振光： 在反射光中, 垂直振动多于平行振动; 在折射光中, 平行振动多于垂直振动。 这里所说的“垂直”和“平行”是对 入射面而言的。
方法二利用布儒斯特现象获得线偏振光 12
1812年，布儒斯特由实验证明：当入射角io满足
tgio
n2 n1
•
•
•
• io •
• •
n1
r•
n2
图
•
时, 反射光成为只有垂直振动的线偏振光。这就是 布儒斯特定律。角io称为布儒斯特角。
式中n1为入射媒质的折射率, n2为折射媒质的折射率。
13
(1)当以布儒斯特角入射时，反射光线折射光线，
当且仅当 tgio
n2 n1
时，反射光才是线偏振光。且
n1>n2或n1<n2都可以。
•
•
•
而全反射：入射角i i临
《光的偏振》课件
光的偏振特性是光与物质相互作用的重要表现，深入研究光的偏振有助于深入理 解光与物质相互作用的机制。
发展新的光学理论和技术
通过对光的偏振的理论研究，可以发展新的光学理论和技术，推动光学科学的进 步。
光的偏振的未来挑战与机遇
挑战
目前对光的偏振的调控和应用还存在一定的难度，需要进一步研究和探索。同时，随着科技的发展， 对光的偏振特性的要求也越来越高，需要不断提高技术的稳定性和可靠性。
《光的偏振》ppt课件
$number {01}
目录
• 光的偏振简介 • 光的偏振的产生 • 光的偏振的应用 • 光的偏振实验 • 光的偏振的未来发展
01
光的偏振简介
光的偏振定义
光的偏振是指光波的电矢量或磁矢量在 某一特定方向上的振动状态。
光的偏振是光的横波性质的一种表现， 是光波矢量与传播方向垂直的现象。
详细描述
马吕斯定律实验是《光的偏振》课程中的重要实验之一，通过该实验，学生可以观察到 线偏振光通过检偏器后强度发生变化的现象，从而验证马吕斯定律。实验中，学生需要
调整检偏器的透振方向，记录不同角度下的光强数据，并分析实验结果，得出结论。
布儒斯特角实验
总结词
布儒斯特角实验可以用来测定不同介质表面的反射偏振分量和折射偏振分量。
在垂直于传播方向上，光波矢量可以分 解为两个相互垂直的分量，一个分量沿 着入射面内，称为平行偏振；另一个分 量在入射面内与传播方向垂直，称为垂
直偏振。
光的偏振现象
01
自然光通过偏振片后，只允许平行于偏振片透振方向的振动通 过，形成线偏振光。
02
线偏振光通过某些介质后，其振动方向会发生变化，偏离原来
详细描述
布儒斯特角实验是通过测量光线在不同介质表面的反射和折射角，来计算反射偏振分量和折射偏振分量的实验。 在实验中，学生需要调整入射角，观察并记录反射光和折射光的偏振状态，然后根据测量数据计算偏振分量的角 度和幅度。该实验有助于学生深入理解光的偏振状态和偏振光的传播规律。
发展新的光学理论和技术
通过对光的偏振的理论研究，可以发展新的光学理论和技术，推动光学科学的进 步。
光的偏振的未来挑战与机遇
挑战
目前对光的偏振的调控和应用还存在一定的难度，需要进一步研究和探索。同时，随着科技的发展， 对光的偏振特性的要求也越来越高，需要不断提高技术的稳定性和可靠性。
《光的偏振》ppt课件
$number {01}
目录
• 光的偏振简介 • 光的偏振的产生 • 光的偏振的应用 • 光的偏振实验 • 光的偏振的未来发展
01
光的偏振简介
光的偏振定义
光的偏振是指光波的电矢量或磁矢量在 某一特定方向上的振动状态。
光的偏振是光的横波性质的一种表现， 是光波矢量与传播方向垂直的现象。
详细描述
马吕斯定律实验是《光的偏振》课程中的重要实验之一，通过该实验，学生可以观察到 线偏振光通过检偏器后强度发生变化的现象，从而验证马吕斯定律。实验中，学生需要
调整检偏器的透振方向，记录不同角度下的光强数据，并分析实验结果，得出结论。
布儒斯特角实验
总结词
布儒斯特角实验可以用来测定不同介质表面的反射偏振分量和折射偏振分量。
在垂直于传播方向上，光波矢量可以分 解为两个相互垂直的分量，一个分量沿 着入射面内，称为平行偏振；另一个分 量在入射面内与传播方向垂直，称为垂
直偏振。
光的偏振现象
01
自然光通过偏振片后，只允许平行于偏振片透振方向的振动通 过，形成线偏振光。
02
线偏振光通过某些介质后，其振动方向会发生变化，偏离原来
详细描述
布儒斯特角实验是通过测量光线在不同介质表面的反射和折射角，来计算反射偏振分量和折射偏振分量的实验。 在实验中，学生需要调整入射角，观察并记录反射光和折射光的偏振状态，然后根据测量数据计算偏振分量的角 度和幅度。该实验有助于学生深入理解光的偏振状态和偏振光的传播规律。
大学物理第6章-光的偏振-PPT精选文档36页
n1
反射光中: 垂直振动 多于平行振动。
n2
i r
折射光中: 平行振动多于垂直振动。
(10)
2.布儒斯特定律(Brewster’s law) 当入射角i = i0 时
使之满足:
tan
i0
n2 n1
i0
n1
1)反射光为线偏振光, 只有垂直振动;
n2
r0
i0为起偏角(布儒斯特角)
2)折射光为部分偏振光,
(14)
主截面: 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面
o光的 主截面
···e主·光截的面
光轴 o光 光轴
主截面
入射面 e光
e光 o光
光轴在入 射面内
实验表明: 1)o光和e光都是线偏振光, 但光矢量的振动 方向不同, o光的振动方向垂直于自己的主截面, 而e光 的振动平行于自己的主截面。
2)当光轴在入射面内时, o光与e光的主截面相重合, o光与e光的振动方向相互垂直。 在一般情况下, o光与e光的振动方向并不完全垂直。
5.光在单轴晶体中的传播方向
以方解石为例, 用作图法(惠更斯原理)确定o光和e 光在晶体内的传播方向 1)光轴平行晶体表面, 且在入射面内,自然光入射
cΔt
光轴
光轴
voΔt
veΔt
o oo e ee
o
o
ee
由 光 ,得 程 :c Δ tn 相 o vo Δ t 等 n ocvo
思考: (1)线偏光通过1/4波片后, 出射光的偏振态和
光强如何? (正椭圆或圆偏光, 光强不变)
(2)自然光通过1/4波片后, 出射光的偏振态和
光强如何? (自然光, 光强不变)
光的偏振 课件
月亮和黑板反射的光已经是偏振光，它们通过偏振片透射 出来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性变化．
【答案】 见解析
玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里，而从自 己的车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己的挡风玻璃上 的偏振片的透振方向相同，所以司机仍能看清自己的灯照亮的 路面和物体．
3．立体电影 立体电影也是利用光的偏振原理． 偏振现象还应用在很多领域，同学们可以查阅相关的资 料，了解有关偏振现象及其应用.
(3)偏振光的另外产生方式 自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和 折射光都是偏振光． 当入射角合适，使反射光和折射光垂直时，反射光和折射 光都是偏振光，且振动方向相互垂直．
二、偏振现象的应用 1．摄影技术中的应用 光的偏振现象有很多应用．如在拍摄日落时水面下的景 物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面或玻璃表 面反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一 片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就 可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照 片．故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”．
2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用 偏振片——汽车司机的福音．在夜间行车时，迎面开来的 车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故．如果在每辆 车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并 使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问 题，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟司机座前挡风
太阳光是自然光
2．自然光和偏振光 (1)自然光：普通光源发出的光，包含着在垂直传播方向 上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度 相同，这种光称为自然光，如太阳光就是自然光，如图所示． 普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮 的，说明光透过了偏振片；若转动偏振片、光屏上亮度不变， 说明透过光的强度不变，由此可以说明自然光沿各个方向振动 的光波的强度相同，如图所示．
【答案】 见解析
玻璃偏振片的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里，而从自 己的车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己的挡风玻璃上 的偏振片的透振方向相同，所以司机仍能看清自己的灯照亮的 路面和物体．
3．立体电影 立体电影也是利用光的偏振原理． 偏振现象还应用在很多领域，同学们可以查阅相关的资 料，了解有关偏振现象及其应用.
(3)偏振光的另外产生方式 自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和 折射光都是偏振光． 当入射角合适，使反射光和折射光垂直时，反射光和折射 光都是偏振光，且振动方向相互垂直．
二、偏振现象的应用 1．摄影技术中的应用 光的偏振现象有很多应用．如在拍摄日落时水面下的景 物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面或玻璃表 面反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一 片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就 可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照 片．故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”．
2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用 偏振片——汽车司机的福音．在夜间行车时，迎面开来的 车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故．如果在每辆 车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并 使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问 题，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟司机座前挡风
太阳光是自然光
2．自然光和偏振光 (1)自然光：普通光源发出的光，包含着在垂直传播方向 上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度 相同，这种光称为自然光，如太阳光就是自然光，如图所示． 普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮 的，说明光透过了偏振片；若转动偏振片、光屏上亮度不变， 说明透过光的强度不变，由此可以说明自然光沿各个方向振动 的光波的强度相同，如图所示．
大学物理下光的偏振PPT课件
反射和折射
当光线从一个介质传播到另一个介质时，在分界面上反
射和折射的光线通常是部分偏振的。这是因为在分界面
上，电矢量的振动方向受到限制，只有某些方向上的振
动能够通过。
双折射
在某些晶体中，光线传播时会分成两束不同速度的光，
这两束光的振动方向互相垂直。这种现象称为双折射，
它是产生偏振光的另一种方式。
偏振光在日常生活中的应用
03
利用法布里-珀罗干涉仪产生的多光束干涉现象，根据透射光强
随角度或波长的变化曲线，可求得光波长。
实验数据处理与结果分析
数据处理
结果分析
注意事项
记录实验数据，包括干涉条纹间
距、角度、双缝间距、缝宽等，
并进行计算处理。
将实验数据与理论值进行比较，
分析误差来源，如光源单色性、
双缝间距和缝宽的准确性、测量
01
圆偏振光概念
光矢量端点在垂直于传播方向的平面上描绘出圆形轨迹，称为圆偏振光。
02
椭圆偏振光概念
光矢量端点在垂直于传播方向的平面上描绘出椭圆形轨迹，称为椭圆偏
振光。
03
产生条件
当两个频率相同、振动方向互相垂直的线性偏振光振幅相等，相位差为
π/2时，可产生圆偏振光；若振幅不相等或相位差不为π/2，则产生椭
旋光度、分析物质的成分等。
光子晶体器件
利用光子晶体对光的调控作用制成的器件，具有体积小、重量轻、
易于集成等优点，被广泛应用于光通信、光计算等领域。
THANKS
感谢观看
产生方式
通过反射、折射、双折射和选择性吸收等方法可
以获得线性偏振光。
马吕斯定律及其物理意义
马吕斯定律
强度为I0的线偏振光，透过检偏器后，透射光的强度（不考虑吸收）为：I=I0cos2。其中为
大学物理光的偏振
（A）
玻璃门表面的 反光很强
（B）
用偏光镜减弱 反射偏振光
（C）
用偏光镜消除 反射偏振光， 使玻璃门内的 人物清晰可见
例1：一束自然光从空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布 儒斯特角，则在界面2的反射光为（ B ）
A)自然光 B) 线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C)线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D) 部分偏振光
z
y x
左旋光 . 分 右旋光 .
实际为相差为 /2 两垂 直方向线偏振光的合成
部分偏振光 partial polarized light
光矢量振动方 向的角分布不均匀
部分偏振光示意图
=
+
光矢量投影
部分偏振光可视 为自然光与线偏振光 的叠加。
自然光经反射或折射后得到的光多为部分偏振光。见§24-3
光的偏振
的电场光强实度质E上 称是为电光磁矢波，量电。磁波都是横波。通常把光波中
对确定的传播方向，光矢量可能 的方向并不唯一。
所谓偏振是指：光矢量总是与光
的传播方向垂直的特性。 事实上就是电磁波的横波性
光矢量
传播方向
光矢量 振动方向
光的偏振
本章主要内容
§24-1 光的偏振状态 §24-2 线偏振光的获得与检验 §24-3 反射和折射时光的偏振
§24-1 光的偏振状态
偏振态——光矢量的振动状态。（振动方向及其角分布）
非偏振光 通常光有三类不同的偏振态： 完全偏振光
部分偏振光
非偏振光——自然光
光矢量角分布均匀
在垂直于传播方向的平面上，沿各方向振动光矢量都 有，分布均匀，具有轴对称性，而且振幅相等、没有固定 的相位关系。
光的偏振第一讲PPT课件
04
光的偏振分类
线偏振光与椭圆偏振光
线偏振光
光的电矢量只在某一特定方向上振动，该方向垂直于光的传播方向。
椭圆偏振光
光的电矢量在两个相互垂直的方向上振动，且电矢量端点轨迹呈椭圆。
圆偏振光与自然光
圆偏振光
光的电矢量在垂直于传播方向的平面上旋转，且旋转方向随时间变化。
自然光
光的电矢量在各个方向上均匀分布，没有特定的偏振方向。
偏振片是常见的产生偏振光的器件， 它通过特定的涂层使光线在特定方向 上折射，从而产生偏振光。
偏振光的其他性质
01
偏振光在传播过程中，其电场和 磁场分量始终保持相互垂直，这 使得偏振光具有方向性，可以用 来控制光波的传播方向和强度。
02
偏振光的干涉现象是偏振光的一 个重要性质，当两束偏振光干涉 时，会产生明暗相间的干涉条纹 。
02
光的偏振现象
自然光与偏振光
自然光
光线在各个方向上的振动是均匀 分布的，表现为无规则的波动。
偏振光
光线在某一特定方向上的振动占 优势，表现为有规律的波动。
偏振现象的观察
偏振滤光片
通过偏振滤光片观察自然光，可以观 察到光的强度减弱，呈现出特定的色 彩。
液晶显示器
液晶显示器利用偏振光原理，通过调 整偏振片的旋转角度来控制像素的明 暗。
偏振态的描述方法
01
02
03
斯托克斯参量
描述线偏振光、椭圆偏振 光和圆偏振光的三个参量， 包括幅度、方位角和旋转 方向。
琼斯矩阵
描述线性光学系统对偏振 态的影响，通过输入和输 出光的偏振态矩阵运算来 描述。
Stokes矢量
由四个参数构成的矢量， 用于描述光的偏振状态， 包括幅度、方位角、主轴 角和退偏振程度。
大学物理光的偏振ppt课件
第8章、光的偏振
（polarization of light）
§8.1 光的偏振态 §8.2 偏振片的起偏和检偏 §8.3 反射和折射的偏振 §8.4 光的双折射 §8.5 偏振光的干涉 §8.6 人工双折射及其应用
作业：练习册 选择题 填空题
可编辑ppt
1
光的干涉和衍射现象显示了光的波动特性，但还不能 完全断定光是纵波还是横波。
解:(1)自然光通过偏振片A,光强
被吸收一半,有:
I1
1 2
I0.
N1
I0
I1
I21 2I0co 26s008 1I0， II0 28 1.
(2) I1I0co2s300
I2 I1 c2 o 60 s 0 I0 c2 o 30 s c 02 o 60 s0
I2 I0
3 16
(3 )考虑 ,I吸 Ico 2 收 3（ 0 s0 1 0 .1 ）
A0sin
A0 M ON偏振片的偏振化方向。
将A0分解成
A0cos A0sin
0 A0cos N 只有平行O于N的光矢量分量能通过
A0 cosα A（ 透 射 光 振 幅 ）
设：透射光强I，入射光强I0
I A2
I I0
A A022
A02cA02o2 s co2 sI I源自co2s可编辑ppt8
例：有两块偏振片A和B,偏振化方向的夹角为600。(1)入射光 是自然光,设偏振片无吸收,求穿过A和B后的透射光与入射光 的光强比;(2)入射光是线偏振光,振动方向与第一块偏振片的 偏振化方向的夹角为300,求穿过A,B后透射光与入射光的光强 比;(3)如果偏振片的吸收系数为0.1,再求(2)的结果.
可编辑ppt
12
（polarization of light）
§8.1 光的偏振态 §8.2 偏振片的起偏和检偏 §8.3 反射和折射的偏振 §8.4 光的双折射 §8.5 偏振光的干涉 §8.6 人工双折射及其应用
作业：练习册 选择题 填空题
可编辑ppt
1
光的干涉和衍射现象显示了光的波动特性，但还不能 完全断定光是纵波还是横波。
解:(1)自然光通过偏振片A,光强
被吸收一半,有:
I1
1 2
I0.
N1
I0
I1
I21 2I0co 26s008 1I0， II0 28 1.
(2) I1I0co2s300
I2 I1 c2 o 60 s 0 I0 c2 o 30 s c 02 o 60 s0
I2 I0
3 16
(3 )考虑 ,I吸 Ico 2 收 3（ 0 s0 1 0 .1 ）
A0sin
A0 M ON偏振片的偏振化方向。
将A0分解成
A0cos A0sin
0 A0cos N 只有平行O于N的光矢量分量能通过
A0 cosα A（ 透 射 光 振 幅 ）
设：透射光强I，入射光强I0
I A2
I I0
A A022
A02cA02o2 s co2 sI I源自co2s可编辑ppt8
例：有两块偏振片A和B,偏振化方向的夹角为600。(1)入射光 是自然光,设偏振片无吸收,求穿过A和B后的透射光与入射光 的光强比;(2)入射光是线偏振光,振动方向与第一块偏振片的 偏振化方向的夹角为300,求穿过A,B后透射光与入射光的光强 比;(3)如果偏振片的吸收系数为0.1,再求(2)的结果.
可编辑ppt
12
大学物理-光的偏振
无关。
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3、自然光的表示 由于自然光的波振幅在垂直于传播方向的平面内，在各个方
向上的分布平均相等，因此将波振幅在该平面内向任意的两个正 交方向进行分解，都可以得到两个振动方向互相垂直且振幅相等 的振动，故此自然光常用下图表示：
...
u
S
y
x
u
S
S
• 表示该光的振动方向垂直于纸平面； 表示该光的振动面就在纸平面内。
折射率为：
n sin i0 1.73
sin 0
或者，由
tan i0
n2 n1
n2
将i0=600代入，得 n=1.73
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§14-4 光的双折射现象
一、光的双折射
当一束光投射到两种媒质的交界处，一般只能看到一束折射 光，折射定律为：
sin i / sin 常数
且入射线、法线、折射线在同一平面内，这是光在各向同性均 匀媒质中的折射现象。
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三、应用
①用玻璃片堆获取偏振光
i0
接近完全偏振光
② 在激光器的谐振腔中开有布儒斯特窗，故激光是偏振光。
③ 也可用玻璃片作检偏器。 ④ 在强光下摄影时，反光强烈，为使成像后光线谐调、柔和，
可在摄影机前头加偏振片，旋转偏振片可减少入射的反射
光光强。在雪地，海洋上反射光很强，为保护视力可带装
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三、部分偏振光，线（面，全）偏振光
①若沿某一方向的光振动优于其他方向，则谓之部分偏振光, 表示为
②若只有沿某一方向的光振动，则谓之线（面、全）偏振光， 表示为
例：晴朗蔚蓝色的天空中所散射的日光多是部分偏振光，散射 光与入射光的方向越接近垂直，散射光的偏振度越高。
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反射光的偏振化程度和入射角有关， 反射光的偏振化程度和入射角有关，当入射 角等于某一特定值 特定值i 角等于某一特定值 0 且满足
n2 tg i0 = n1
布儒斯特定律
这时反射光成为线偏振光，且振动面与入射面垂直。 这时反射光成为线偏振光，且振动面与入射面垂直。 反射光成为线偏振光 线偏振光
自然光
2、自然光 各个方向振动的光强相等，这样的光称为自然光。 各个方向振动的光强相等，这样的光称为自然光。 自然光
把自然光中各个方向的光振动都分解在两个 互相垂直的方向上， 互相垂直的方向上，这两个方向振动的光强是相 等的，占自然光光强的一半。 等的，占自然光光强的一半。 自然光的表示法： 自然光的表示法：
α
E0 sinα
E0 cosα
O
N1: 线偏振光的振动方向 N2: 偏振片的偏振化方向
三、布儒斯特定律
自然光
i
部分 偏振光 n 1
n2
θr
部分 偏振光
反射和折射过程会使入射的自然光一定程度的偏振化 反射光是垂直于入射面的光振动为主的部分偏振光。 反射光是垂直于入射面的光振动为主的部分偏振光。 垂直于入射面的光振动为主的部分偏振光 折射光是平行于入射面的光振动为主的部分偏振光。 平行于入射面的光振动为主的部分偏振光 折射光是平行于入射面的光振动为主的部分偏振光。
自然光
线偏振光
. . . .
.
起偏器 检偏器
2、 马吕斯定律 如果入射线偏振光的光强为I 透过检偏器后， 如果入射线偏振光的光强为 0，透过检偏器后， 透射光的光强I为 透射光的光强 为 I = I0 cos2 α
α ----- 线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向
之间的夹角。 之间的夹角。
N1 N2
• • •
x
短线：表示平行于纸面的光振动。 短线：表示平行于纸面的光振动。 黑点：表示垂直于纸面的光振动。 黑点：表示垂直于纸面的光振动。
3、线偏振光（完全偏振光、平面偏振光、偏振光） 、线偏振光（完全偏振光、平面偏振光、偏振光） 自然光经过某些物质反射、折射、吸收等， 自然光经过某些物质反射、折射、吸收等， 可以成为只具有某一方向振动的光 只具有某一方向振动的光， 可以成为只具有某一方向振动的光，这种光称 线偏振光，简称偏振光 为线偏振光，简称偏振光 。 光振动的方向和光的传 播方向构成的平面， 播方向构成的平面，称振动 面。线偏振光的振动面只有 一个，且不随时间改变。 一个，且不随时间改变。 线偏振光的表示法：
一、自然光和偏振光
1、横波的偏振性 、 对于纵波，其振动方向和波的传播方向一致， 对于纵波，其振动方向和波的传播方向一致，对 应于一个传播方向只有一个振动方向。 应于一个传播方向只有一个振动方向。 对于横波，其振动方向和波的传播方向垂直，对 对于横波，其振动方向和波的传播方向垂直， 应于一个传播方向可以有各种不同的振动方向。 如 应于一个传播方向可以有各种不同的振动方向 。 果横波的振动方向只有一个， 称此横波是偏振波 偏振波。 果横波的振动方向只有一个 ， 称此横波是 偏振波 。 按照光振动状态的不同，光分为五类： 按照光振动状态的不同，光分为五类： 自然光、线偏振光、部分偏振光、 自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振 光和圆偏振光。 光和圆偏振光。
X 或 X
X
4、部分偏振光 部分偏振光与自然光相同的是： 部分偏振光与自然光相同的是：各个方向的 光振动都有， 与自然光不同的是： 光振动都有 ， 与自然光不同的是 ： 各个方向振 动的光强不是完全相同， 动的光强不是完全相同 ， 某一方向振动的光强 特别大。 特别大 。 部分偏振光可以看成是自然光和线偏 振光的叠加。 振光的叠加。 部分偏振光的表示法： 部分偏振光的表示法：
i0
n1
γ
部分偏振光
n2
i0
起偏振角 布儒斯特角
i0 + γ =
π
2
利用玻璃片堆产生线偏振光
•
•ห้องสมุดไป่ตู้•
•
• •
i0
• • • •• • •• • • • • • • • • • • •• • • • • • •• • • •
玻璃片堆
(接近线偏振光 接近线偏振光) 接近线偏振光
最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光
1 I0 = I s 2
线偏振光
能够检查一束光是否是线偏振光的器件， 能够检查一束光是否是线偏振光的器件，称检偏 起偏器可用作检偏器。 器。起偏器可用作检偏器。 偏振片的检偏作用： 偏振片的检偏作用：将偏振片以入射光为轴 旋转，若出现透射光强为零的现象， 旋转，若出现透射光强为零的现象，则可断定入 射光为线偏振光。 射光为线偏振光。
·
·
·· ·· ··
垂直板面的 光振动较强
平行板面的 光振动较强
二、马吕斯定律
1、偏振片的起偏和检偏 能够把自然光改变为线偏振光的器件， 起偏器。 能够把自然光改变为线偏振光的器件，称起偏器。 自然光照射在偏振片上时， 自然光照射在偏振片上时，只有某一方向振 动的光能够通过偏振片， 动的光能够通过偏振片 ， 与该方向垂直振动的光 被偏振片吸收。 被偏振片吸收。 能够通过的光振动方向， 偏振片的偏振化方向。 能够通过的光振动方向，称偏振片的偏振化方向。 偏 偏振片 振 偏振片的起偏作用： 偏振片的起偏作用：在不 化 考虑反射和偏振片对平行 方 于偏振化方向的光振动的 自然光 向 吸收的情况下， 吸收的情况下，有