大学物理-光的偏振
大学物理基础-光的偏振
(A) 1/2 ; (C) 1/3;
(B) 1/5; (D) 2/3.
[A]
6.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直 入射其上时没有光线透过。当其中一偏振 片慢慢转动180 °时透射光强度发生的变 化为:
P1
P2
证明：由图所示，在t 时刻,
I1 I 0 / 2, I 2 I1 cos2
I
I
2
cos
2
2
P3
P2 P1
w
P3 2
I 0 cos2 sin 2 I 0 sin 2 2
2
8
I0
I1 w
I2
I
自然光
P1
I I 0 sin 2 2
8
I 0 (1 cos 4 )
16
I 0 (1 cos 4wt )
两偏振片
偏振化方向
夹角为 。
I0 P1
将通过 P1 的光 矢量振幅 A1 ，分解 为平行于P2 的分量 A2 和垂直于P2的分 量 A 。
I1
I2
P2
P2
P1 A1
A2 A
垂直分量 A 不能通过P2 ， 平行分量 A2 可通过 P2 。
P2
P1 A1
A2 A1 cos
A2
由于光强与光振幅平方成正比，
2.光波的特点：
由于光源发光是由大量原子发光组成， 每个原子发光的振动方向都是随机的，E 和 B 在各方向的振动都存在。可引起人的 视觉的只有 E 矢量（光矢量）。
每个光矢量可分解为两相互垂直的振动。
E
E
13.9.1 自然光
大学物理 11.8 光的偏振
机械横波与纵波的区别
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
机 械 波 穿 过 狭 缝
11.8 光的偏振
一、光的偏振态
偏振: 波的振动方向相对传播方向的不对称性。 E
0
H
v
光的偏振态: 光矢量在与光传播方向垂直的 平面内的振动状态。
自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光
1、自然光（非偏振光） 自然光在垂直其传播方向 的平面内，沿各方向振动的光 矢量都有，各方向的光矢量振 动方向和初相位是无规则随机 分布的，各方向上光矢量分布 均匀，而且各方向光矢量的振 幅也都相同，没有哪个方向上 的光矢量振动更占优势。 一般光源发出的光都是自然光.
π cos i0 sin cos( ) 2
sin i0 n2 sin n1
n2 sin i0 tan i0 n1 cos i0
i0
2
光的偏振
i0 i0
玻璃
n1 n2
i0
玻璃
n1 n2
2）根据光的可逆性，当入射光以 角从 n2 介 质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角 .
v
E
符号表示
可以用任意两个相互垂直且等幅的振动来表示，它们 是所有各个方向上的振动在这两个垂直方向上投影的 结果。
2、线偏振光（平面偏振光） 在垂直于光传播方向的平面内，光矢量只沿着一个固定 的方向振动。
光矢量的振动方向与光的传播方向所确定的平面称为振动面
E
振动面
符号表示
v
3、部分偏振光 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光 符号表示
理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关。 英国物理学家布儒斯特发现，当自然光的入射角满足 一定条件时，反射光为线偏振光。
(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
大学物理-14章：光的偏振
A (2n) s2
As1 sin
2n
i2
i0
A (2n) P2
AP1
. 在拍摄玻璃窗内的物体时， 去掉反射光的干扰
未装偏振片
装偏振片
▪ 这张照片拍摄时没有加偏振滤镜，玻璃面 上的反射光现象很明显。此照片拍摄时相 机指向与玻璃大约成45度角。
▪ 这张照片是加上偏振滤镜后拍摄的。相机指向与 玻璃仍然是45度角左右。可以看出，虽然偏振滤 镜消去了大部分的反射光，但是仍然有一部分反 射光存在。这是因为在45度角离布儒斯特角甚远， 玻璃面上的反射光是部分偏振光，偏振滤镜无法 把这样的反射光全部滤去。
反射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光
n1 sin i10 n2 sin i2
n1 sin tg i10
i10
n2 n2 n1
sin( 900 i10) n2 cos i10
----布儒斯特定律
若 n1 =1.00 (空气)，n2 =1.50 (玻璃)，则：
三 折射光的偏振态
As2 2sini2 cosi1 As1 sin(i1 i2 )
解：设P1、P2的 I1 P1 I1' P2 I1' ' E
偏振化方向夹
角为
I2
I2' I2''
入射线偏振光振动方向与P1的偏振化方
向夹角为
对自然光：
I1'
1 2
I1
I1''
1 2
I1
cos2
线偏振光：
I2' I2 cos2 I2 '' I2 cos2 cos2
因I1’’和I2’’是非相干光
(900 ) (900 i2 ) 180
大学物理光的偏振
光的偏振
1.自然光 非偏振光
在垂直光传播方向的平面内,光矢量大小在所有可能方向上都
相等,各矢量之间没有固定的相位关系,这种光称为自然光,
IxA x 2 A i2x
IyA y 2 A i2y
Ix
Iy
1 2 I0
2.线偏振光
光的振动方向在同一平面内,只 沿某一固定方向振动的光,
平面偏振光 完全偏振光
E v
振动面
3.部分偏振光
3
某一方向的光振动比与其垂直方向上的 光振动占优势的光,称为部分偏振光,
4.椭圆偏振光和圆偏振光
频率相同,振动方向互相垂直,且有固定 相位差的两列线偏振光的合振动,
xAxcos(t1) yAycos(t2)
满足椭圆方程,合成椭圆偏振光
x2 Ax2
A y2y2
2 xy cossin2
d 晶体厚度 晶体的旋光度 率
2 液体: d
溶液浓度 旋光率
左旋
24
右旋
2 磁致旋光
VlB
l : 样品长度 B : 磁场 V : 费尔德常数
偏振总结
25
1.起偏方法 吸收起偏,反射,折射,晶体双折射
2.检偏方法
3.马吕斯定律 I I0 cos2
4.布儒斯特定律
tg i0
n2 n1
i0 900
产生附加相位差,
通过第二片偏振片后O光和e光是相干光,合成光强为
IA 2 2A o 2 2A e 2 2 2 A 0 2A e2c o s(2)
1
3 6
I0
29
例3. 用方解石晶体 负晶体 切成一个截面为正三角形的棱镜, 光轴方向如图,若自然光以入射角 i 入射并产生双折射,试 定性地分别画出 o 光和 e 光的光路及振动方向,
大学物理第6章-光的偏振
1.偏振片(polarizing plate), 起偏, 检偏
1)偏振片: 只允许某一个方向的振动透过的光学元件
(6)
2)偏振片的用途
(a)作起偏振器
I0
I0/2
(b)作检偏振器
偏振光
光强为零 (消光)
2.波片(wave plate)
(23)
出波片C 时, o光和e光的振动:
A
Ao
Ae
光轴
P1
偏振片P1
单色自然光
波片C
d
x
y(光轴)
A
Ae
Ao
光轴
d
e光
o光
所以
则
合成为线偏振光
合成为正椭圆偏振光
合成为斜椭圆偏振光
合成为圆偏振光
k=0, 1, 2,
1) 1/4波片
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?
O
z
O
z
部分偏振光的分解
部分偏振光
·
·
·
·
·
·
·
·
图示法
(4)
部分偏振光可以看成是自然光和线偏振光的混合。
(5)
4.椭圆和圆偏振光(elliptic and circular polarized light)
Ex
Ey
E
x
y
y
x
z
x
y
x
Ex
Ey
E
y
z
光矢量E的大小和方向在垂直于传播方向的平面上有规律地变化, 光矢量末端轨迹为椭圆称为椭圆偏振光;末端轨迹为圆称为圆偏振光。
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。
【大学物理】第12光的偏振
注意： 这个特定的角称为
布儒斯特角；
n1
i0
n2
r0
此时折射光仍为 部分偏振光；
入射角为起偏振角 时，反射光与折射
光互相垂直,是完全
偏振光。
sin i0 n2 sin r0 n1 又i0 r0 90
tgi0
sin i0 cos i0
sin i0 sin r0
n2 n1
n21
i临介 arcsin
e光出射成为偏振光
1.550 1.658
70
可用于起偏和检偏 （a） S （b）S （c）S
表示两尼科耳棱镜主截面的夹角
0
0 2
2
§12—6，7椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉
1、波片：光轴平行于晶面的双折射晶体的薄片。
2、（1）当偏振光的振动面与波片的光轴成 角 00 , 900入射到厚度为l的波片内分成o、e
P2 A2
P3 A3
(b)
因而
A3
A1
cos
cos(
2
)
A1
cos
sin
1 2
A1 sin
2
所以
I3
1 4
I1
sin2
2
又由于
I1
1 2
I0
最后得
I
1 8
I0
sin
2
2
由此可见，当不断旋转P2时，透过P3的光强将在最强（I0/8）与零 之间作周期性变化。
§12－3反射和折射时的偏振 布儒斯特定律
时a=a/2，所以
0
大学物理20光的偏振
I I0 cos
2
例、已知自然光通过两个偏振化方向相交60°的偏振
片，透射光强为I1，今在 这两偏振片之间再插入另一 偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片的偏振化方 向均夹30°角，则透射光强为多少？
解：
Io
I
Io 2
I1
1 I 4
I1 I cos2 I cos2 60
折射光线的偏振态. . i
空气
. i
i0
n
无反射光
.i0
i0
二. 由折射获得偏振光
玻璃片堆法:
玻璃片堆
从玻璃片堆透射出来的折射光几乎为线偏振光, 其 振动面平行于入射面. ib n1 r n1 n2 n2
n2 tanib n1
n1 tanr n2
在任一面上的入射角均为布 儒斯特角。
[例]:如图, 已知 i0 = arctg n, i ≠i0 , 试画出反射光线和
1
P2
解： 光强经P1后小于0.5I0，说明 偏振片有吸收。
0.32I 0 透过率为 0.64 I0 0.5I 0
0.32I0
I =？
由马吕斯定律，通过P2后的出射光强为
I I1 cos2 0.64 0.32I0 cos2 30 0.15I0
考虑偏振片的吸收，马吕斯定律：
ib
ib 90
sin ib sin ib sin ib n2 tan ib cos ib cos( 90 ) sin n1
布儒斯特角 (起偏角)：
n2 称布儒斯特定律. ib arctan n1
n2 ib arctan n1
n1 =1.00 (空气)， 空气 → 玻璃 ib 5618 互余 n2 =1.50 (玻璃)， 玻璃 → 空气 ib 3342
大学物理@第八章-光的偏振
解：（ 1）自然光通过一偏振片 后，I1 I 0 / 2
再通过另一偏振片后， 由马吕斯定律有
I0 1 2 I 2 I1 cos I 0 cos 2 8
2
60
9 I 1 2 2 ( 2) I I cos (30 ) cos (30 ) 0 0 2 32
1、线偏振光，透射光强 变化， I min 0;
2、自然光，透射光强不变；
3、部分偏振光， 透射光强变化， I min 0.
四
马吕斯定律（1808 年）
N
I0
E0
M
E
检偏器 M
I
起偏器
Iபைடு நூலகம்0为偏振片的入射线偏振 光光强， I为偏振片的透射光强。
N
为 偏 振 片 的 偏 振 化 方 与 向入 射
O
P 2
自然光通过偏振片后，光强减半，再加上条纹加宽，因 此衍射条纹光强进一步减弱。
例 有一束线偏振光和自然光组成的混合光，当它通过偏 振片时，改变偏振片的取向，发现透射光强可以变化7倍 。求入射光中两种光的光强度各占总入射光强的比例。 解 入射光的光强 该光束透过偏振片后
I 0 I 01 I 02
I max _ I min P I max I min
I max I min , P 0 自然光： 线偏振光： I min 0, P 1 I max I min ,0 P 1 部分偏振光 ：
一
偏振片
二向色性 : 能吸收某一方向的光振动 , 而只让与这个 方向垂直的光振动通过的性质 . 偏振片 ： 涂有二向色性材料的透明薄片 . 偏振化方向 ：偏振片的透振方向。
（12.1.1-3 ） （12.2） （12.3）
大学物理-光的偏振
2、振动面的旋转角与波长有关， 波长给定则与旋光物质的厚度l 有关。
3、偏振光通过糖溶液、松节油时，振动面的旋转角
· ·
平行板面的 光振动较强
· ·· · ··
垂直板面的 光振动较强
20-2 起偏和检偏 马吕斯定律
一、偏振片的起偏和检偏
起偏：使自然光（或非偏振光）变成线偏振光的过程。
检偏：检查入射光的偏振性。
偏振片
将待检查的入射光垂直入 自然光 射偏振片，缓慢转动偏振 片，观察光强的变化，确 定光的偏振性。
透 光 轴 方 向
20-1
光的偏振状态
振动面：通过波的传播方向且包含振动矢量的平面。
偏振: 波的振动方向相对传播方向的不对称性。 E
光矢量 振动面
0
H
v
光的偏振态: 光矢量在与光传播方向垂直的 平面内的振动状态。
1.自然光 光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上，既有 时间分布的均匀性，又有空间分布的均匀性。
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。
干涉的明暗条件
色偏振
三、人为双折射现象
某些晶体在受到外界作用时失去各向同性的性质， 也呈现双折射现象。 1、光弹性效应——应力双折射 在机械应力作用下，显示光学各向异性
两偏振光通过厚度为d介质后产生的位相差
2、克尔效应——电致双折射
在强电场作用下，使分子定向排列，获得各向异性
透光轴相互垂直
P1
C
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转
大学物理实验光的偏振
大学物理实验光的偏振
光的偏振是指光在传播时，电场矢量的振动方向只能沿着某一特定方向，而不能沿着
所有方向振动。
光的偏振是光的一个重要性质，也是光学重要的研究内容之一。
我们可以通过光的偏振，来研究光的各种性质。
光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和
椭偏振三种类型。
实验中，我们可以使用偏振片和偏振光源来研究光的偏振。
下面我介绍两个光的偏振
实验。
我们可以使用偏振片来观察光的偏振现象。
偏振片本身的作用是把不偏振的光线变成
具有偏振性质的光线。
实验步骤：
1.将偏振片放在光源的前面，并让光通过偏振片。
2.将第二个偏振片放在第一个偏振片的后面，并使两个偏振片的透振方向相互垂直。
3.观察通过第二个偏振片的光，发现光线的亮度发生变化，当两个偏振片的透振方
向平行时，光的亮度最大，当两个偏振片的透振方向垂直时，光变暗。
实验原理：
我们可以通过双折射晶片来产生圆偏振光，然后通过偏振片观察光的偏振现象。
3.观察通过偏振片后的光线，可以发现无论偏振片的透振方向如何调整，光的亮度
都不会发生变化。
这是因为圆偏振光在所有方向都具有相同的偏振性质，无论用任何方
向的透振片都不会改变其偏振性质。
圆偏振光是指光的电场振动方向沿着一个圆周运动。
这种光不具有特定的偏振方向，
无论用任何方向的偏振片都可以通过。
总结
光的偏振是光学重要的研究内容之一。
我们可以通过偏振片和偏振光源的实验，研
究光的偏振现象。
本文介绍了光通过偏振片和双折射晶片形成的圆偏振光的实验，希望
对读者有所帮助。
大学物理——光的偏振
⼤学物理——光的偏振今⽇⼀⾔：如果你连⼯作挣钱都要别⼈开导你， 都要⼈盯着，看着，哄着，⿎励着， 劝你还是别⼲了，那你就应该穷。
这是不是鸡汤，这是现实。
——王健林⼤学物理——光的偏振很快进⼊新内容了，我才刚整理这个内容的笔记。
课本⽬录10.1 ⾃然光和偏振光10.1.1 横波的偏振性10.1.2 ⾃然光10.1.3 线偏振光10.1.4 部分偏振光10.2 起偏和检偏 马吕斯定律10.2.1 偏振⽚的起偏和检偏10.2.2 马吕斯定律10.3 反射和折射时光的偏振10.4 光的双折射现象10.4.1 双折射现象 晶体的光轴10.4.2 o光和光的特性*10.4.3 ⽤惠更斯原理解释双折射现象10.4.4 偏振棱镜*10.5 偏振光的⼲涉 ⼈为双折射现象习题1010.1 ⾃然光和偏振光⾸先要搞清楚，纵波和横波长什么样，我从⼩⼀直觉得横波就是⽔平传播，纵波就是上下振动传播的。
10.1.1 横波的偏振性光⽮量：光波电⽮量（E⽮量)偏振 ：光⽮量不和光的传播⽅向⼀致。
偏振光分类：⾃然光、线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光。
线偏振光和圆偏振光⾃然光、偏振镜和偏振光10.1.2 ⾃然光⾃然光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，沿各个⽅向振动的光⽮量都有振幅相等、分布对称特性的光。
⾃然光及其图⽰法10.1.3 线偏振光线偏振光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光⽮量只沿⼀个固定的⽅向振动的光。
线偏振光及其图⽰法部分偏振光部分偏振光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光振动在某⼀⽅向较强，⽽在垂直于此⽅向较弱的光。
部分偏振光及其图⽰法光的偏振状态⼀、⾮偏振光⾮偏振光： ⾃然光普通光源发出的光为⾃然光。
初相互不相关振动⽅向互不相关且随机分布⾃然光的光⽮量可⽤两个相互独⽴、振幅相等、振动⽅向相互垂直的分振动表⽰。
两个互相垂直分振动⽅向是任选的。
各光⽮量间⽆固定的相位关系。
两光⽮量振幅相等，各具有⼀半的振动能量。
⼆、完全偏振光部分偏振光：线、圆和椭圆偏振光。
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。
大学物理——光的偏振
（1）光的起偏、检偏及其光强的变化规律
（2）马吕斯定律
教学手段
口授、板书、插图、多媒体
教学方法
用插图结合动画，直观地介绍偏振光的几种偏振态及其特征，顺序引出几种偏振光的产生和检验。
教学内容
教学设计
光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，还不能确定光是横波还是纵波。
问题：光是横波还是纵波？
偏振现象是横波最有力的实验证据，横波的振动方向对传播方向没有对称性，振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，电振动矢量和磁振动矢量都与传播速度垂直，因此，光波是横波，具有偏振性。在光和物质相互作用的过程中，主要起作用的光波的电场强度矢量，称为光波的光矢量。
★课后思考题
1.两块性质完全相同的偏振片平行放置，其通光方向P1，P2间夹角为 /6。光强为I0的自然光垂直入射，经过第一块偏振片后的光强为0.32I0，求经过第二块偏振片后的出射光强（有吸收情况）？
2.光在两种介质的表面折射时，是否都遵守折射定律？
程守洙等主编的《普通物理学》第十九章课后作业选做两题
（5）圆偏振光
圆偏振光在旋转过程中强度相同，其它特征与椭圆偏振光相同。
★椭圆和圆偏振光的理论解析，应提醒学生注意椭圆偏振光和圆偏振光的区别。
教学内容
教学设计
三、起偏、检偏与马吕斯定律
（1）相关概念
起偏：将自然光变为线偏振光的过程，称为起偏
起偏器：使自然光线变为线偏振光线的光学仪器，称起偏器
检偏：检验某束光是否为偏振光的过程，称为检偏
由题意可知
解得：
自然光所占的百分比： ，线偏振光所占的百分比：
例题2.强度相等的自然光与线偏振光混合在一起，透射几个叠加在一起的偏振片求：（1）欲使最后出射光振动方向垂直于原入射光线中的线偏振光的振动方向，且入射光中两种成分的光在出射光线中强度相等，至少需要几个偏振片？它们的偏振化方向如何？
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偏振振动方向对传播方向的不对称性偏振: 振动方向对传播方向的不对称性。
只有横波才有偏振现象
第11章几何光学的基本概念第12章光的干涉
第13章光的衍射
第14章光的偏振
第15章光与物质相互作用
14.1 光的偏振状态14.2 起偏与检偏
14.3 光的双折射
14.4 椭圆（圆）偏振光14.5 偏振光的干涉14.6 旋光效应
§14-1 光的偏振状态
光矢量：光中决定视觉等光化学作用的电场矢量。
振动面：由于电磁波是横波，所以光波中的光矢量
的振动方向总与光的传播方向垂直
的振动方向总与光的传播方向垂直。
光矢量与光的传播方向构成的空间平面。
偏振：在垂直于光的传播方向的平面内，
光振动在某一方向的振幅显著较大
光振动在某方向的振幅显著较大，或只在某一方向上有光振动。
偏振态：光的振动矢量与光的传播方向垂直，4
但在与传播方向垂直的二维空间里可以有各式各样的振动状态，这称为光的偏振态。
一完全偏振光
1 线偏振光
r 如果在垂直于光传播方向的平面内光矢量E 如果在垂直于光传播方向的平面内，光矢量只
沿某个确定的方向振动，叫线偏振光。
E
播传方向·振动面面对光的传播方向看
表示法因线偏振光的振动面为平面，所以也称平面偏振光。
表示法：
5
光振动垂直板面光振动平行板面
2 圆（椭圆）偏振光
E r 如果在垂直于光传播方向的平面内，光矢量的端点轨迹为一确定的圆（椭圆）称为圆（椭圆）偏振光
y
轨迹为确定的圆（椭圆），称为圆（椭圆）偏振光。
y
传播方向x
E 0x
z
λ/2
某时刻右旋圆偏振光E 随z 的变化
6
逆光观察，
光矢量顺时针旋转的称为右旋（圆）椭圆偏振光；光矢量逆时针旋转的称为左旋（圆）椭圆偏振光。
右旋圆左旋椭圆
偏振光偏振光
线、圆和椭圆偏振光均称为完全偏振光。
7
振动的合成：具有某一特定相位差的两个垂直振动，合振动的振幅矢量端点的轨迹以是直线圆椭圆===合振动的振幅矢量端点的轨迹可以是直线、圆、椭圆4/2πϕΔ4/πϕΔ4/3πϕΔ4
/0πϕΔ=4/5πϕΔ=4/6πϕΔ=4
/7πϕΔ=4/4πϕΔ=8
圆和椭圆偏振光可看成是两束频率相同、
传播方向一致、振动方向相互垂直、
传播方向致振动方向相垂直
相位差为某个确定值的线偏振光的合成。
y
x，y振幅相同，
相位差π或π
/23/2x
y
相位差不等于
0，π/2，π，3π/2和2π
x
9
线偏振光也可以看成是两束频率相同、
相位相同、振幅相同、传播方向亦相同的
左、右旋圆偏振光的合成。
ωω
·
10
X
I I I y x 1==2
三部分偏振光
自然界的光除了自然光、
自然界的光除了自然光
偏振光以外，还有部分偏振光。
这种光虽然也象自然光那样，
然然
是彼此没有固定相位关系的
方向任意的光振动的组合，
但与自然光不同的是
但与自然光不同的是，
不同方向的振幅大小不同。
我们避开阳光直射所测得的来自天空的光，
就是部分偏振光
就是部分偏振光。
水面或其它反射面的反射光大都是部分偏振光。
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部分偏振光是由自然光和偏振光非相干叠加而成
非相干
分解
表示法：
平行板面的光振动较强
表示法
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垂直板面的光振动较强
光的偏振态
1、线偏振光
• 偏振光2、圆偏振光
椭圆偏振光
偏振• 自然光
3、椭圆偏振光• 部分偏振光部分线偏振光
（偏振光+自然光）1、部分线偏振光2、部分圆偏振光
3、部分椭圆偏振光。