PPT-偏振光
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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
《自然光和偏振光》课件
光学仪器
望远镜
望远镜是利用透镜或反射镜聚集 远处光线的光学仪器。在天文观 测中，通过偏振片可以过滤掉大 气中的散射光，提高观测效果。
显微镜
在显微镜中，偏振片被用于观察 生物样本的微观结构。通过调整 偏振片的夹角，可以消除样本表 面的反射光，使观察更加清晰。
光学通信
光纤通信
在光纤通信中，自然光在光纤中传输时会发生折射和反射，导致信号衰减。通 过使用偏振片，可以控制光的方向和振动状态，减少信号衰减，提高通信质量 。
详细描述
偏振片实验是研究偏振光的常用方法。在实验中，一束自然光通过偏振片后，会 变成偏振光。通过旋转偏振片，我们可以观察到光的强度变化，从而理解偏振片 的作用和工作原理。这个实验有助于我们深入了解偏振光的性质和应用。
光学干涉实验ຫໍສະໝຸດ 总结词光学干涉实验可以展示光的波动性质，通过干涉现象的观察，可以进一步理解偏振光的 应用。
03
自然光和偏振光的应用
光学成像
无偏振片成像
在无偏振片的情况下，自然光的光线会从物体表面反射，进入人 眼，形成图像。这种成像方式较为常见，但缺乏偏振信息，导致 图像细节和色彩表现一般。
使用偏振片成像
通过在镜头前加装偏振片，可以过滤掉部分光线，使反射光线在 特定方向上振动，从而提高图像的对比度和色彩饱和度。这种方 法常用于摄影和摄像领域。
偏振光学的发展历程
01
02
03
偏振光学起源
偏振光的研究可以追溯到 19世纪初，当时科学家开 始研究光的偏振现象。
关键发展阶段
20世纪初，随着量子力学 的建立和光学仪器的改进 ，偏振光学得到了快速发 展。
当前研究趋势
当前，随着新材料和技术 的不断涌现，偏振光学在 多个领域展现出广阔的应 用前景。
光学第六章偏振PPT课件
光学信号处理
通过偏振光干涉可以实现光学信 号的相干调制和解调，用于光纤
通信等领域。
光学信息处理
利用偏振光干涉可以实现对光学 信息的处理和分析，如图像处理、
模式识别等。
06
偏振光在光学仪器中的应用
偏振光在摄影镜头中的应用
偏振滤镜
在摄影中，偏振滤镜被用来消除 反光和眩光，提高影像的清晰度 和色彩饱和度。
寻常光和非寻常光。寻常光的折射率 与介质的对称轴方向无关，而非寻常 光的折射率与对称轴方向有关。
偏振光的传播规律
定义
偏振光是指光的电矢量或磁矢量在某一方向上振动的光。
传播规律
在各向异性介质中，偏振光的传播方向会发生改变，同时其偏振状态也会发生变化。具体 传播规律与介质的性质和光的入射角有关。
偏振态的描述
偏振片在光学仪器、摄影、显 示技术等领域有广泛应用。
波片
波片是一种能够改变光波相位差 的光学器件。
它由双折射晶体或光弹性薄膜制 成，能够使入射光的电场分量产 生相位延迟，从而改变光的偏振
状态。
波片在光学干涉、光学调制、光 学滤波等领域有重要应用。
偏振分束棱镜
偏振分束棱镜是一种能够将入射的线偏振光分成两个正交的线偏振分量，并分别沿 着不同的方向传输的光学器件。
光纤通信
在光纤通信中，偏振光被用来提高通信容量和传输速率，因 为光纤中的信号衰减与光的偏振状态有关。
信号处理
在光学信号处理中，偏振光被用来实现各种操作，如偏振分 束、偏振调制和解调等。
THANKS
感谢观看
部分偏振光
在多个方向上有振动，但 只有一个方向的振动占主 导。偏来自光的应用0102
03
04
光学成像
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。
光的偏振.PPT
I I0 (1cos4t)
16 其中，I0自然光强度，I为最后的出射光强度。
E1
E1cosα
I0
I1
α
E1cosα
(90-α)
I2
P1
P2
I E1cosαcos（90- α ）
P3
8
普通物理教案
解：当自然光通过P1时，
I1
1 2
I0
t时刻，P2转过的角度 t，当线偏振光I1透过P2时，
I2I1co2s1 2I0co2s
⑴平行光斜入射 晶体表面（光轴 在入射面内且与 晶面斜交）
2A
1
B
C 界面
D 光轴方向
F e
o
e o
18
⑵平行光正入射 晶体表面（光轴 在入射面内且垂 直于界面）
B 光轴方向
⑶平行光正入射 晶体表面（光轴 在入射面内但平 行于界面
B 光轴方向
普通物理教案 A 界面
A 界面
19
普通物理教案
⑷平行光斜入射晶体 表面（光轴垂直入射 面且与界面平行）
P1
P2
A1
P2
α
I1
I2
P1
I2 I1cos2 马吕斯定律
由于： A2 A1 cos
又： I A2
所以： I2I1co2s
7
例题1：
普通物理教案
两正交偏振片之间，有一理想的偏振片以角速度ω以 光传播方向为轴旋转。证明自然光通过这一系统后，出射 光的强弱变化频率被调制为旋转频率的四倍。即证明：
第十八章 光的偏振
普通物理教案
§18-1 偏振光和自然光
一、线偏振光
电磁波中E矢量始终沿某一方向的振动。
x
光的偏振课件 PPT
主截面:光轴与晶体表面光入射点得法线组成得平面。
主平面:晶体中光(o光或e光)得传播方向与晶体光 轴构成得平面。
o光得振动方向垂直于o光得主平面; e光得振动方向平行于e光得主平面。 当o光与e光得主平面相互平行时,两光得振动互相垂直、
法线
o光的 主平面
····
e光的 主平面
光轴 o光
光轴
e光
光轴
得作用下,显示出双折射现象,称为克尔效应。
+
P1
E
o
e
P2
-
外加电场破坏溶液得各向同性,产生各向异性,产生双折射,光轴方 向平行于电场方向;
n no ne E 2 即：n bE 2
经过长度为l得电场区,克尔效应产生得附加相位差为:
2
lbE 2
令K b
2KlE 2，其中K为克尔常数，单位为m
用惠更斯原理确定折射
光得传播方向、
用惠更斯作图法确定光在晶体中得传播方向
例题1:负晶体方解石 ne 1.486, no 1.658
以入射点为 中心,以1/no 为半径作圆。
以1/no为短轴, 1/ne为长轴作椭圆
空气 晶体
光轴
•••
•••
oe oe
例题2：方解石 ne 1.486 no 1.658
2
no
ne d
晶体双折射
I (P) A2e2 A2o2 2 A2e A2o cos
A1 cos2 2 A1 sin2 2 2A12 sin2 cos2 cos
A12
1
1 2
sin 2
2
1 2
sin 2
2
cos
当：
2k，即
偏振光PPT课件
角入射到两不同介质 表面，其反射光为线 偏振光，光振动垂直 于入射面。
n1
i0
n2
i0 90
布儒斯特角(polarizting angle )：
tan i0
n2 n1
玻璃堆
布儒斯特角
i0
线偏振光
应用举例： 激光器谐振腔
外腔式激光器谐振腔
布儒斯特窗
使用偏振镜拍摄的 物品
偏振镜
使用圆偏振镜（CPL）将水 面的反光减至最小
o光、e光的一些性质 1. o光、e光传播速度一般不同，但沿光轴方向传播， 速度相同（此时无双折射现象）
2. o光、e光均为偏振光，但振动面不同 o光始终在入射面内，在晶体中o光垂直主平面 e光一般不在入射面内，在晶体中e光平行主平面
3. 入射光线在晶体主截面内时（三者合一），o光垂 直e光。这是实际应用中常见的现象
因原子发光的“随机性”，光矢量各向随机均匀分 布，振幅相等，称为自然光(natural light)。
Ex
E
v
v
Ey
各向光振动无固定相位关系。
1-2. 偏振光 线偏振光(linearly polarized light)：光矢量只沿一个 固定方向振动
振动面：光振动方向与传播方向构成的平面 部分偏振光(partial polarized light)： 一方向光振动较另其他方向占优势。线偏振光与自 然光的混合。
vove none
几种单轴晶体的折射率（对波长为589.3nm的钠光）
晶 体 no
ne 晶 体 no
ne
方解石 1.6584 1.4864 石英 1.5443 1.5534
电石气 1.669 1.638 冰 1.309 1.313
n1
i0
n2
i0 90
布儒斯特角(polarizting angle )：
tan i0
n2 n1
玻璃堆
布儒斯特角
i0
线偏振光
应用举例： 激光器谐振腔
外腔式激光器谐振腔
布儒斯特窗
使用偏振镜拍摄的 物品
偏振镜
使用圆偏振镜（CPL）将水 面的反光减至最小
o光、e光的一些性质 1. o光、e光传播速度一般不同，但沿光轴方向传播， 速度相同（此时无双折射现象）
2. o光、e光均为偏振光，但振动面不同 o光始终在入射面内，在晶体中o光垂直主平面 e光一般不在入射面内，在晶体中e光平行主平面
3. 入射光线在晶体主截面内时（三者合一），o光垂 直e光。这是实际应用中常见的现象
因原子发光的“随机性”，光矢量各向随机均匀分 布，振幅相等，称为自然光(natural light)。
Ex
E
v
v
Ey
各向光振动无固定相位关系。
1-2. 偏振光 线偏振光(linearly polarized light)：光矢量只沿一个 固定方向振动
振动面：光振动方向与传播方向构成的平面 部分偏振光(partial polarized light)： 一方向光振动较另其他方向占优势。线偏振光与自 然光的混合。
vove none
几种单轴晶体的折射率（对波长为589.3nm的钠光）
晶 体 no
ne 晶 体 no
ne
方解石 1.6584 1.4864 石英 1.5443 1.5534
电石气 1.669 1.638 冰 1.309 1.313
《偏振光和旋光性》课件
2023
REPORTING
《偏振光和旋光性》 PPT课件
2023
目录
• 偏振光的基本概念 • 旋光性的基本概念 • 旋光性的应用 • 偏振光与旋光性的关系 • 偏振光和旋光性的研究展望
2023
PART 01
偏振光的基本概念
REPORTING
光的偏振现象
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。
在医学领域，旋光性主要用于药物的研发和质量控制。通过检测药物的旋光性， 可以鉴别药物的纯度和手性，确保药物的有效性和安全性。
旋光性在医学成像技术中也有应用。利用旋光性差异可以增强医学影像的对比度 ，提高医学诊断的准确性和可靠性。此外，旋光性还可用于研究人体内的生物代 谢过程，进一步揭示生理机制和疾病发生发展的规律。
REPORTING
旋光现象的发现
1811年，阿喇果尼发现酒石酸盐晶体具有旋光性 。
1815年，布里格斯和特劳伯在研究石英晶体时也 发现了旋光性。
1823年，阿喇果尼发现了偏振光的旋光性。
旋光性的定义
偏振光通过某些物质后，偏振面会相 对于入射光偏转一个角度，这个现象 称为旋光性。
偏振光的偏转角度与物质性质、入射 光的波长、温度等因素有关。
通过控制偏振光和旋光性，可以实现一些特殊的光学效果和实验观察，例 如旋光色散、圆二色性等。
2023
PART 05
偏振光和旋光性的研究展 望
REPORTING
偏振光和旋光性研究的现状
偏振光和旋光性现象在自然界中广泛存在，如太阳光、液 晶显示等。
目前，偏振光和旋光性的研究已经取得了一定的进展，如 偏振光学、旋光测量等领域的技术和应用已经得到了广泛 的应用。
然而，偏振光和旋光性的本质和机理仍需要进一步深入研 究和探索。
REPORTING
《偏振光和旋光性》 PPT课件
2023
目录
• 偏振光的基本概念 • 旋光性的基本概念 • 旋光性的应用 • 偏振光与旋光性的关系 • 偏振光和旋光性的研究展望
2023
PART 01
偏振光的基本概念
REPORTING
光的偏振现象
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。
在医学领域，旋光性主要用于药物的研发和质量控制。通过检测药物的旋光性， 可以鉴别药物的纯度和手性，确保药物的有效性和安全性。
旋光性在医学成像技术中也有应用。利用旋光性差异可以增强医学影像的对比度 ，提高医学诊断的准确性和可靠性。此外，旋光性还可用于研究人体内的生物代 谢过程，进一步揭示生理机制和疾病发生发展的规律。
REPORTING
旋光现象的发现
1811年，阿喇果尼发现酒石酸盐晶体具有旋光性 。
1815年，布里格斯和特劳伯在研究石英晶体时也 发现了旋光性。
1823年，阿喇果尼发现了偏振光的旋光性。
旋光性的定义
偏振光通过某些物质后，偏振面会相 对于入射光偏转一个角度，这个现象 称为旋光性。
偏振光的偏转角度与物质性质、入射 光的波长、温度等因素有关。
通过控制偏振光和旋光性，可以实现一些特殊的光学效果和实验观察，例 如旋光色散、圆二色性等。
2023
PART 05
偏振光和旋光性的研究展 望
REPORTING
偏振光和旋光性研究的现状
偏振光和旋光性现象在自然界中广泛存在，如太阳光、液 晶显示等。
目前，偏振光和旋光性的研究已经取得了一定的进展，如 偏振光学、旋光测量等领域的技术和应用已经得到了广泛 的应用。
然而，偏振光和旋光性的本质和机理仍需要进一步深入研 究和探索。
《偏振光的研究》课件
模拟结果：可以得到偏振光的传播 路径、强度、偏振度等参数
PART FOUR
偏振光在光学成 像系统中的应用
偏振光在光学成 像系统中的作用
偏振光在光学成 像系统中的优缺 点
偏振光在光学成 像系统中的应用 实例
偏振光在光学干涉系统中的应 用
偏振光在光学干涉系统中的作 用
偏振光在光学干涉系统中的测 量方法
遥感原理：利用电磁波对地物 的反射和散射特性进行探测
遥感设备：包括卫星、飞机、 无人机等遥感数据：包括图Fra bibliotek、光谱、 辐射等
应用领域：包括资源调查、环 境监测、灾害预警等
汇报人：PPT
偏振光在光学干涉系统中的应 用实例
偏振光在光学信息处理系统中的应用 偏振光在光学成像中的应用 偏振光在光学通信中的应用 偏振光在光学测量中的应用
PART FIVE
双缝干涉实验：验证光的波动 性
光电效应实验：验证光的粒子 性
偏振光实验：研究光的偏振特 性
光纤通信实验：利用偏振光进 行信息传输
激光器：产生偏振 光的主要设备
光的偏振：光在传 播过程中，其电矢 量的振动方向与传 播方向之间的关系
偏振光的产生：自 然光通过偏振片、 反射、折射等过程 产生
偏振光的性质：具 有方向性、选择性 、干涉性等
偏振光的应用：光 学仪器、通信、显 示等领域
光学仪器：如显微镜、望 远镜等
光学通信：如光纤通信、 光缆等
显示技术：如液晶显示器、 3D眼镜等
偏振光在遥感中 的应用：利用偏 振光特性，提高 遥感图像的质量 和分辨率
偏振光遥感技术： 通过分析偏振光 信息，获取地球 表面更详细的信 息
应用领域：地质、 气象、海洋、农 业、城市规划等
相关主题
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两明两暗！
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
圆偏振光+1/4波片C2+检偏器
光轴 方向
=45
..
自然光 线偏振光 起偏器P1
? 圆偏振光
波片C1
线偏振光 ? 波片C2 检偏器P2
¼
¼
光强变化！有 消光！
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
自然光+1/4波片C2+检偏器
..
自然光
..
自然光 ?
¼
波片C2
实验内容：偏振光的观察与应用
演示实验 + 学生实验
北华航天工业学院 基础部-物理实验室
透振方向
无 光 ！
腰上横别扁担进不了城门！
实验原理：线偏振光-马吕斯定律
起 偏 检 偏
I0
起偏器
P1
I0 2
P2 I 0
2
cos I ？
2
检偏器
P1
马吕斯定律 强度为 I 0 的线偏振 光通过检偏振器后, 出射光的强度为
E P2
I I 0 cos
2
E E sin
α
E// E cos
实验原理：线偏振光-起偏器与检偏器
天然偏振片： 人造偏振片：
六角形长 对角线方 向为光轴
透明聚乙烯醇片，强烈吸收某一方向 上的光振动，透射光成为线偏振光。 优点：造价低廉；面积大，通光孔径大； 轻便。
E
自然光 入射 线偏振 光出射
1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！
实验原理：形象说明偏振片原理
． ip ． ． ． ．． ．． ．． ．． ．． ． ． ．．
实验原理：线偏振光-双折射晶体
—— 寻常光（o光） 非常光（e光） ——
遵守折射定律的光线，振动方向垂直于主截面 不遵守折射定律的光线，振动方向平行于主截面
（一般情况，非常光线不在入射面内） 实验证明： O 光和
e
光均为线偏振光.
实验内容：圆偏振光、椭圆偏振光的产生
光轴 方向
=30
...
自然光 起偏器 线偏振光
¼
椭圆偏振光！ 偏振态？ 检偏器 波片
偏振态？
线偏振光！
思考： =45 =60 =75 =90 时，经 过1/4波片后的光的偏振态分别如何？旋转检偏器 180 你将看到什么现象？
旋转检偏器 看到什么现 象？
B
o
主截面
光轴
e
C
D
o
e
实验原理：圆偏振光与椭圆偏振光 ——线偏振光+1/4波片
e光：E1 E cos x E1 cos t 1 o光：E2 E sin y E2 cos t 2
x y 2 xy 2 cos sin 2 1 2 1 2 2 E1 E2 E1 E2
检偏器
光强不变
部分偏振光、椭圆偏振光的区分 ？
注意事项
不要让激光照射或反射到人眼中，以免损伤 眼睛。 所有仪器的光学平面都严禁触摸和用任何东 西随意擦拭，实验完毕后按规定位置放置。
思考题（待定）
1、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解 释？ 答：若插入的偏振片跟两个正交的偏振片中其中一个平行，没有 出射光产生，因为插入的偏振片对光的选择没有产生影响；若 插入的偏振片不跟两个正交的偏振片平行，则有出射光产生， 因为透过插入的偏振片出来的光的振动方向跟插入的偏振化方 向一致，跟后面的偏振片不垂直，因此有出射光产生。 2、两片1/4波片组合可否做成半波片？ 答：可以（补充答案！）
（B） 偏光镜消除了反射偏振 光，使玻璃门内的人物 清晰可见
实际应用：偏振光的应用 3D电影
人的双眼因为相距有一定距离 60-65 毫米，所以在看特定事物的时候， 用左眼看到的影像和用右眼看到的影像有所不同。 3D拍摄通过两台摄像机 模拟人眼角度，拍左眼和右眼的画面。 很重要的问题是确保两个摄像机之间的光圈、焦距和亮度一致，否则拍 出来的两个画面人眼看起来会有很多不适的感觉。
实验原理：线偏振光-反射法【光学玻璃】
n1
i0 π/2
i0 i2
2
n2
反射光为光矢量垂直于入射面的 完全偏振光 透射光为部分偏振光
i2
n2 tgi0 n1
i0 称为起偏振角—布儒斯特角
实验原理：线偏振光-折射法【玻璃堆】
自然光以布儒斯特角入射到玻璃片堆(由二十多个玻璃 片组成)上,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.透射 光偏振度非常高,也可视为线偏振光,振动面平行于入射面.
左眼——“非左无视” 右眼——“唯右是瞻”
实验内容1：线偏振光的产生
线偏振光的产生
检偏器
....
自然光 I0
光强不变I = I0/2
若入射光是部分偏振光将会观察到什么现象？
实验内容：线偏振光的产生
....
起偏器 检偏器
自然光
线偏振光
两偏振片的偏振化方向相互垂直 时光强为零 —— 消光！
光强变化！有 消光！
2
2
讨论：
x2 y2 2 1 2 E1 E2
1 玻片，引入 相位差 4 2
实验仪器
激光器 光屏
实验仪器
起偏器、检偏器
¼ 波片
实际应用：偏振光的应用
生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏 振却很敏感。比如蜜蜂有五只复眼，三只长在头顶上、两只长在头正 面，每个复眼包含有6300个六边形小眼，这些小眼能根据太阳的偏光
实验原理：光-电磁波
在光波中，能够引起人眼视觉的是电矢量 E，所 以通常用电矢量 E代表光的振动方向。一般我们将 E 称为光矢量。
实验原理：光的五种偏振态
自然光
部分偏振光
线偏振光 (平面偏振光)
实验原理：光的五种偏振态
y
y
0
y
x
x
z
x
右旋圆偏振光在三维空间中 电矢量左旋
实验原理：五种偏振态的产生方法 1）自然光：天然光源、一般人造光源 2）部分偏振光：折射 3）线偏振光： ▲ 利用偏振片 ▲ 利用反射和折射 ▲ 利用晶体双折射 4）圆偏振光与椭圆偏振光： 线偏振光+1/4波片
实验：偏振光的观察与应用
基础部-物理实验室
预备问题（待定）
1 、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什 么现象？怎样解释？
2、两片1/4波片组合可否做成半波片？
偏振光的观察与应用
• 实验学时：2学时
• 实验目的
1. 观察光的偏振现象，认识偏振现象的基本规律； 2. 了解椭圆偏振光、圆偏振光的产生和各种玻片 的作用。
实际应用：偏振光的应用 3D电影
放映时利用两台放映机，每架放映机前各装一块方向垂直的偏振片，把 两个视点的图像同步放映，使这略有差别的两幅图像显示在银幕上。 这两台放映机的偏振光反射到观众处，偏振光方向不改变，观众使用对 应上述的偏振光的偏振眼镜观看，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只 能看到右机映出的画面，这些画面经过大脑综合后，便会显出“深度” 来。
确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准
确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。 再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一
种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。
珠宝鉴定 区分寻常光与非常光
实际应用：偏振光的应用 镜头偏光镜——消除反光、使色彩更亮丽
（A） 玻璃门表面的 反光很强
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
圆偏振光+1/4波片C2+检偏器
光轴 方向
=45
..
自然光 线偏振光 起偏器P1
? 圆偏振光
波片C1
线偏振光 ? 波片C2 检偏器P2
¼
¼
光强变化！有 消光！
实验内容：自然光、圆偏振光的区分
自然光+1/4波片C2+检偏器
..
自然光
..
自然光 ?
¼
波片C2
实验内容：偏振光的观察与应用
演示实验 + 学生实验
北华航天工业学院 基础部-物理实验室
透振方向
无 光 ！
腰上横别扁担进不了城门！
实验原理：线偏振光-马吕斯定律
起 偏 检 偏
I0
起偏器
P1
I0 2
P2 I 0
2
cos I ？
2
检偏器
P1
马吕斯定律 强度为 I 0 的线偏振 光通过检偏振器后, 出射光的强度为
E P2
I I 0 cos
2
E E sin
α
E// E cos
实验原理：线偏振光-起偏器与检偏器
天然偏振片： 人造偏振片：
六角形长 对角线方 向为光轴
透明聚乙烯醇片，强烈吸收某一方向 上的光振动，透射光成为线偏振光。 优点：造价低廉；面积大，通光孔径大； 轻便。
E
自然光 入射 线偏振 光出射
1mm厚的电气石晶体可把垂直于光轴振动的光矢量全部吸收！
实验原理：形象说明偏振片原理
． ip ． ． ． ．． ．． ．． ．． ．． ． ． ．．
实验原理：线偏振光-双折射晶体
—— 寻常光（o光） 非常光（e光） ——
遵守折射定律的光线，振动方向垂直于主截面 不遵守折射定律的光线，振动方向平行于主截面
（一般情况，非常光线不在入射面内） 实验证明： O 光和
e
光均为线偏振光.
实验内容：圆偏振光、椭圆偏振光的产生
光轴 方向
=30
...
自然光 起偏器 线偏振光
¼
椭圆偏振光！ 偏振态？ 检偏器 波片
偏振态？
线偏振光！
思考： =45 =60 =75 =90 时，经 过1/4波片后的光的偏振态分别如何？旋转检偏器 180 你将看到什么现象？
旋转检偏器 看到什么现 象？
B
o
主截面
光轴
e
C
D
o
e
实验原理：圆偏振光与椭圆偏振光 ——线偏振光+1/4波片
e光：E1 E cos x E1 cos t 1 o光：E2 E sin y E2 cos t 2
x y 2 xy 2 cos sin 2 1 2 1 2 2 E1 E2 E1 E2
检偏器
光强不变
部分偏振光、椭圆偏振光的区分 ？
注意事项
不要让激光照射或反射到人眼中，以免损伤 眼睛。 所有仪器的光学平面都严禁触摸和用任何东 西随意擦拭，实验完毕后按规定位置放置。
思考题（待定）
1、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解 释？ 答：若插入的偏振片跟两个正交的偏振片中其中一个平行，没有 出射光产生，因为插入的偏振片对光的选择没有产生影响；若 插入的偏振片不跟两个正交的偏振片平行，则有出射光产生， 因为透过插入的偏振片出来的光的振动方向跟插入的偏振化方 向一致，跟后面的偏振片不垂直，因此有出射光产生。 2、两片1/4波片组合可否做成半波片？ 答：可以（补充答案！）
（B） 偏光镜消除了反射偏振 光，使玻璃门内的人物 清晰可见
实际应用：偏振光的应用 3D电影
人的双眼因为相距有一定距离 60-65 毫米，所以在看特定事物的时候， 用左眼看到的影像和用右眼看到的影像有所不同。 3D拍摄通过两台摄像机 模拟人眼角度，拍左眼和右眼的画面。 很重要的问题是确保两个摄像机之间的光圈、焦距和亮度一致，否则拍 出来的两个画面人眼看起来会有很多不适的感觉。
实验原理：线偏振光-反射法【光学玻璃】
n1
i0 π/2
i0 i2
2
n2
反射光为光矢量垂直于入射面的 完全偏振光 透射光为部分偏振光
i2
n2 tgi0 n1
i0 称为起偏振角—布儒斯特角
实验原理：线偏振光-折射法【玻璃堆】
自然光以布儒斯特角入射到玻璃片堆(由二十多个玻璃 片组成)上,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.透射 光偏振度非常高,也可视为线偏振光,振动面平行于入射面.
左眼——“非左无视” 右眼——“唯右是瞻”
实验内容1：线偏振光的产生
线偏振光的产生
检偏器
....
自然光 I0
光强不变I = I0/2
若入射光是部分偏振光将会观察到什么现象？
实验内容：线偏振光的产生
....
起偏器 检偏器
自然光
线偏振光
两偏振片的偏振化方向相互垂直 时光强为零 —— 消光！
光强变化！有 消光！
2
2
讨论：
x2 y2 2 1 2 E1 E2
1 玻片，引入 相位差 4 2
实验仪器
激光器 光屏
实验仪器
起偏器、检偏器
¼ 波片
实际应用：偏振光的应用
生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏 振却很敏感。比如蜜蜂有五只复眼，三只长在头顶上、两只长在头正 面，每个复眼包含有6300个六边形小眼，这些小眼能根据太阳的偏光
实验原理：光-电磁波
在光波中，能够引起人眼视觉的是电矢量 E，所 以通常用电矢量 E代表光的振动方向。一般我们将 E 称为光矢量。
实验原理：光的五种偏振态
自然光
部分偏振光
线偏振光 (平面偏振光)
实验原理：光的五种偏振态
y
y
0
y
x
x
z
x
右旋圆偏振光在三维空间中 电矢量左旋
实验原理：五种偏振态的产生方法 1）自然光：天然光源、一般人造光源 2）部分偏振光：折射 3）线偏振光： ▲ 利用偏振片 ▲ 利用反射和折射 ▲ 利用晶体双折射 4）圆偏振光与椭圆偏振光： 线偏振光+1/4波片
实验：偏振光的观察与应用
基础部-物理实验室
预备问题（待定）
1 、两片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什 么现象？怎样解释？
2、两片1/4波片组合可否做成半波片？
偏振光的观察与应用
• 实验学时：2学时
• 实验目的
1. 观察光的偏振现象，认识偏振现象的基本规律； 2. 了解椭圆偏振光、圆偏振光的产生和各种玻片 的作用。
实际应用：偏振光的应用 3D电影
放映时利用两台放映机，每架放映机前各装一块方向垂直的偏振片，把 两个视点的图像同步放映，使这略有差别的两幅图像显示在银幕上。 这两台放映机的偏振光反射到观众处，偏振光方向不改变，观众使用对 应上述的偏振光的偏振眼镜观看，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只 能看到右机映出的画面，这些画面经过大脑综合后，便会显出“深度” 来。
确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准
确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。 再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一
种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。
珠宝鉴定 区分寻常光与非常光
实际应用：偏振光的应用 镜头偏光镜——消除反光、使色彩更亮丽
（A） 玻璃门表面的 反光很强