自然光偏振光i

合集下载

光的偏振及其应用

光的偏振及其‎应用一、光的偏振光的偏振（polari‎z ation‎of light）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‎于其他纵波的‎一个最明显的‎标志。

光波电矢量振动的‎空间分布对于‎光的传播方向失去对称‎性的现象叫做‎光的偏振。

只有横波才能‎产生偏振现象‎，故光的偏振是‎光的波动性的‎又一例证。

在垂直于传播‎方向的平面内，包含一切可能‎方向的横振动‎，且平均说来任‎一方向上具有‎相同的振幅，这种横振动对‎称于传播方向‎的光称为自然‎光（非偏振光）。

凡其振动失去‎这种对称性的‎光统称偏振光‎。

自然光通过偏‎振片P之后，只有振动方向‎与偏振片的透‎振方向一致的‎光才能顺利通‎过，也就是说，通过偏振片P‎的光波，在垂直于传播‎方向的平面上‎，沿着某个特定‎的方向振动，这种光叫偏振‎光。

通过偏振片P‎的偏振光，再通过偏振片‎Q，如果两个偏振‎片的透振方向‎平行，则可以通过；如果两个偏振‎片的透振方向‎垂直，则不能透过Q‎（如图-1所示）。

根据偏振光的‎这个特性，在实际中有很‎多用途。

二、光的偏振的应‎用1．在摄影镜头前‎加上偏振镜消‎除反光自然光在玻璃‎、水面、木质桌面等表‎面反射时，反射光和折射‎光都是偏振光‎，而且入射角变‎化时，偏振的程度也‎有变化。

在拍摄表面光‎滑的物体，如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等，常常会出现耀‎斑或反光，这是由于反射‎光波的干扰而‎引起的。

如果在拍摄时‎加用偏振镜，并适当地旋转‎偏振镜片，让它的透振方‎向与反射光的‎透振方向垂直‎，就可以减弱反‎射光而使水下‎或玻璃后的影‎像清晰。

例1．下列说法正确‎的是（）A．拍摄蓝天白云‎相片时，可以加用偏振‎镜片，突出蓝天中的‎白云B．一束自然光入‎射到两种介质‎的分界面上，当反射光线与‎折射光线的夹‎角恰好是90‎°时，反射光和折射‎光都是偏振光‎C．日落时分，拍摄水面下的‎景物，在照相机镜头‎前装上偏振滤‎光片可以使景‎物更清晰D．拍摄玻璃橱窗‎里的陈列物时‎，照相机镜头前‎的偏振片的透‎振方向应与反‎射光的振动方‎向平行分析：由于蓝天中存‎在大量的偏振‎光，所以用偏振镜‎能够调节天空‎的亮度，加用偏振镜以‎后，蓝天会变暗，从而突出了蓝‎天中的白云，所以A正确；自然光射到界‎面上时，反射光线与折‎射光线都是偏‎振光，当反射光和折‎射光的夹角为‎90°时，偏振程度最大‎，且两束光的振‎动方向垂直，所以B正确；拍摄水面下或‎玻璃橱窗内的‎景物时，应使偏振片的‎透振方向与反‎射光的振动方‎向垂直，这样反射光不‎能进入镜头，所以C正确，D错误。

自然光线偏振光

•• •• •• •
图19-7
15
2.马吕斯定律马吕斯指出,强度为Io的线偏振光,透过检偏片后, 透射光的强度(不考虑吸收)
I=Iocos2
(19-1)
式中, 是入射线偏振光的光振动方向和偏振片偏振化方向之间的夹角。上式称为马吕斯定律。
证明如下： Io= Eo2
Eo Eocos
I=(Eocos)2 = Iocos2
2. 激光光源：受激辐射 (将在近代物理中讨论)
3.同步辐射光源
7
§19-2 光波列的频谱宽度
光波列长度: x = c t
它不是单色光，实际是由某一中心波长o附近的许多不同频率的单色光组成。
波列长x
由付里叶积分可以证明，频宽：v 1 t
可见, 波列愈长, 其单色性愈好。
实际谱线宽度大大超过上述自然宽度。原因
图19-8 16
例题19-1 自然光连续通过两个叠在一起的偏振片后，透射光强为入射光强的四分之一，求两个偏振片偏振化方向之间的夹角。
解设两偏振片偏振化方向间的夹角为，于是
Io
1 2 Io
(
1 2
I
o
)
cos
2
• •• • 自然光
图19-9
由
I
1 2
Iocos2
1 4
Io
解得： =45°(or 135°)。
头“ ”表示。 Io
偏振片
1 I 2 Io
• •• •
自然光
线偏振光作起偏器,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; 光强有变化,但最小值为零(消光)的是线偏振光。

区分自然光、偏振光、部分偏振光依据和所用器件

有光强变化，但无消光
有光强变化，但无消光
有光强变化，但无消光
¼ 波片检偏器
自然光光强无变化
部分圆偏振光
光强有变化和无消光位置
圆偏振光
光强有变化和有消光位置
¼ 波片
椭圆偏振光
检偏器光强有变化和有消光位置光强有变化和无消光位置光强有变化和无消光位置光强有变化和无消光位置
¼ 波片
振光。自然光经过该玻片仍然是自然光。相应的椭圆偏振光通过该玻片当长轴与光轴重合时即变成线偏振光，圆偏振光与快轴成45°时也变成线偏振光，可利用这些性质判断出入射光的偏振性。
4有消光无光强变化无光强变化无光强变化
圆偏振光
部分圆偏光
椭圆偏振光部分线偏光部分椭圆偏光
区分自然光、偏振光、部分偏振光依据和所用器件
组员：陈瑞、洪羽剑、原毅
玻片介绍： 4
这种玻片产生的相位延迟为
2m 1
4
玻片产生
2
d 2m 1
玻片厚度为
no ne

4
振光。当入射线偏振光的光矢量与玻片快轴成
2
奇数倍的相位延迟，能使入射的线偏振光变成椭圆偏
（旋转检偏器 45°）
无光强变化
部分线偏振光
部分椭圆偏振光
有光强变化

自然光与偏振光

1.0 tp 0.5 rp 0 -0.5 -1.0 0 30 60 90 rs ts
1.3.4 菲涅耳公式
1.0 |tp| 0.5 |ts| |rs| |rp| 0 0 30 60 90
i1/(o)
i1/(o)
图1.3-7 振幅反射比与振幅透射比曲线（n1=1，n2=1.5）
⑤ 线偏振光入射时，反射光和透射光仍为线偏振光，但振动面相对于原入射光有一定偏转。
1 光波、光线与光子 1.3.5 斯托克斯倒易关系
1.3 自然光与偏振光
定义：外反射：自然光以入射角i1由介质1进入介质2时的反射
内反射：自然光以入射角i2由介质2进入介质1时的反射取：振幅外反射比：rs、rp，振幅外透射比：ts、tp 振幅内反射比：rs'、rp'，振幅内透射比：ts'、tp'
时间分布的均匀性表明各个光矢量的初相位取0到2p之间的任意值
1 光波、光线与光子 1.3 自然光与偏振光
1.3.2 自然光(完全非偏振光)
自然光：偏振面具有各种不同取向且相位随机分布的平面偏振光之集合
说明：自然光实际上可分解成两个强度相等、振动方向正交但相位各自
随机变化的线偏振光注意：构成自然光的两个线偏振光分量的相位各自独立地随机变化，因
分量）的线偏振光，透射光变为椭圆偏振光。 ③ 线偏振光以布儒斯特角入射时，若其振动面与入射面垂直，则反射光
和透射光均为振动面垂直于入射面的线偏振光；若入射光振动面与入射面平行，则反射光强度为0，即全部透射。
1 光波、光线与光子 1.3 自然光与偏振光
玻片堆特点：可对入射光的偏振态及振幅进行调制。
右旋左旋
d=0
p/4
p/2
3p/4

1-2自然光、线偏振光、部分偏振光

2
1
下表面折射：
As 2 2 As 2 sin i'2 As1 sin 2i10 As1
2
2
2
1
As 2 Ap 2
经过n块玻璃透射：
2
2
即透射光是部分偏振光
n , P 1
光波作为电磁波，所谓振动是指空间某一点的电场强度的
方向和大小随时间做周期性的变化。
纵波：过传播方向的各平面都一样，每个平面都包含振动
方向，空间有旋转对称性。
横波：有振动方向的平面特殊。
这种振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。
常见的光的偏振态有五种：自然光、线偏振光、部分偏振光、
圆偏振光和椭圆偏振光。
透振方向与拉伸方向垂直
2、起偏：
由自然光得到线偏振光
3、马吕斯定律：
入射光分解称两个垂直振动，一个沿透振方向，一个垂直于透振方向。
A
θ 入射线偏振光
第二块偏振片的透振方向
透射光的振动方向：透振方向
振幅：
光强：
A cos
I A cos I cos
2 2 2
4、检偏：
检验光的偏振态
自然光是由轴对称分布的、无固定位相关系的大量线偏振光
集合而成的，它是非偏振光。
可以认为自然光是由两个振幅相同、振动方向互相垂直的非相干线偏振光的叠加。
自然光的表示法（1）这两个方向的振动强度相同，因为这两个方向是等价的。
I x I y I0 2
（2）这两个振动的相位无关联，不能再合成为一个矢量。
I I ' 0.15 I s 0.15 2
312例5-2
四、透射光的偏振态
由能量守恒可知，折射光中p分量应大于s分量，是部分偏振光。讨论自然光以布儒斯特角入射时，从一个玻璃片出射的透射光的偏振态：

大学物理课件-自然光和偏振光

作業練習十八、九
1
四、偏振光的應用
光的偏振在科學技術及工業生產中有著廣泛的應用。比如在機械工業中，利用偏振光的干涉來分析機件內部應力分佈情況，這就是光測彈性力學的課題。在化工廠裏，我們可以利用偏振光測量溶液的濃度。偏光干涉儀、偏光顯微鏡在生物學、醫學、地質學等方面有著重要的應用。在航海、航空方面則制出了偏光天文羅盤。
尼科耳棱鏡可用於起偏和檢偏
M
e光
N
e光
最明
00
M
N
最暗
900
1
i0
i0
i0
i
i
i
1
例1 一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角i0，問在介面1、2的反射光是什麼光？
n1 i0 i0
n2
玻璃
空氣 1 線偏振光 2
1
例2 一束自然光以某一入射角入射到玻璃上，這時反射光成為偏振光，折射角為320，求(1)入射角；(2)玻璃的折射率。
解：(1) (2)
結論：大量原子所發出的光的合振動的振動面是隨機的，且各個方向的幾率相同。
觀測光向量在各個方向的平均值,沒有哪一個方向佔優勢,也沒有在任何時間段內佔優勢,即這種光在時間上具有均勻性,在空間上具有對稱性.這1 就是自然光.
1 自然光：一般光源發出的光中，包含著各個方向的光向量
在所有可能的方向上的振幅都相等(軸對稱)這樣的光叫自然光。
光軸 1020 A
1020 1020
780
780
B 光軸
1
主截面：在晶體內，晶體光軸與晶面法線方向構成的平面。
o光的主平面：在晶體中o光與光軸所組成的平面叫做o光的主平面。
e光的主平面：在晶體中e光與光軸所組成的平面叫e光的主平面。實驗表明：o光的振動方向垂直於其主平面，e光的振動方向在其主平面內。

大学物理下第十五章光的偏振 1

I max I min
1 I 0 + I' =2 = 2 1 I0 2
(1)检验光束的 ) 偏振性 (2)可以改变光 ) 束的偏振化方向
I0 =2 I'
3,布儒斯特定律 , 光反射与折射时的偏振
n1 n2
玻璃
i i
γ
部分偏振光反射光部分偏振光 , 垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动 . 部分偏振光偏振光, 折射光部分偏振光, 平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动 .
对于一般的光学玻璃 , 反射光的强度约占入射光强度的7.5% , 大部分光将透过玻璃大部分光将透过玻璃. 入射光强度的
利用玻璃片堆产生线利用玻璃片堆产生线偏振光玻璃片堆产生
i0
例3(P269 15-5) 讨论下列光线的反射和折射(起偏角i 讨论下列光线的反射和折射(起偏角 0 )
i0
i0
i0
102 A 102 102
光轴
78
78 78
B 光轴
用惠更斯原理解释光的双折射现象 1)O 光在晶体内任意点所引起的波阵面是球面.即 ) 在晶体内任意点所引起的波阵面是球面. 具有各向同性的传播速率. 具有各向同性的传播速率. 2)e 光在晶体内任意点所引起的波阵面是绕光轴的 ) 旋转椭球面.沿光轴方向与O光具有相同的速率. 旋转椭球面.沿光轴方向与光具有相同的速率.
方解石晶体
i
n
玻璃
γ
恒量
动光学光学波动
CaCO3
sin i =n= sin γ
寻常光线( 寻常光线(o光)(ordinary rays) 服从折射定律的光线
n1 sin i = n 2 sin γ n 2 ≠ 常量

第十一章【光的偏振】习题课

tgi0 n2 n1
i0

2
n2 ctg n1
n1 tg n2
14、自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为
(A) (B) (C)
2 0
cos 45
[B]
4、两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直．若一束强度为 I0 的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为 / 4 ，则穿过第一偏振片后的光强为
0 I0 / 2 _________，穿过两个偏振片后的光强为___________．
5、一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化
偏振化和检偏器_________方向之间的夹角．
3.一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成 45 角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强为：
（A） 2 I 0 / 4 ;
（C） I 0 / 2;
I0 2
（B） I 0 / 4;
（D） 2 I 0 / 2 .
1 30 ： I1
0
I2 I1
I1 / I Байду номын сангаас cos2 450 / cos2 300 2 / 3
13：一束自然光自空气射向一平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面 2 的反射光（A）光强为零；
i0

1

2
（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；[B] （C）是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。
11、将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45和90角．(1) 强度为 I0 的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，试求经每一偏振片后的光强和偏振状态．(2) 若将第二个偏振片抽走，情况如何？

16-(1-4)自然光和偏振光

1090
e光 o光
710
35
• 当入射光位于晶体的主平面内时（即入射面就是晶体的主平面）， o光、e光以及它们的主平面都在入射面内（两光的主平面与入射面重合）。此时， o光和e光的光矢量振动方向互相垂直。例. ABCD 为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕面内且与AB 成一锐角q ,如图所示.一束平行的单色自然光垂直于 AB 端面入射.在方解石内折射分解为 o 光和 e 光, o 光和 e 光的 : (A) 传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直. (B) 传播方向相同,光矢量的振动方向不互相垂直. (C) 传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直.
个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳
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。
29
16-4 光的双折射现象
折射定律
27
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
2、观看立体电影
在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，

光的偏振与反射现象

光的偏振与反射现象光是一种电磁波，具有振动的特性。

在特定条件下，光具有偏振的现象，同时在反射过程中也会产生特殊的反射现象。

本文将分析光的偏振和反射现象的原理及应用。

一、光的偏振原理光的偏振是指光波的振动方向被限制在一个平面内的现象。

例如，自然光是一个随机振动的光波，其振动方向在各个方向上均匀分布。

而当自然光通过特定光学器件时，如偏振片或晶体，只有与器件特定轴向平行的光波才能透过，其它方向上的光波则被过滤掉，形成了偏振光。

光的偏振现象可以通过光的受振动方向约束而解释。

光波是由电场和磁场振动构成的，且两者垂直于光传播的方向。

在特定的情况下，只有电场振动方向的分量与特定方向平行，相应的光波才会通过。

二、光的反射现象反射是光波在遇到界面时改变方向的过程。

当光从一个介质射入另一个介质时，会发生反射和折射两个现象。

在反射过程中，光波与界面发生相互作用，根据入射角和介质的属性，光波会以相同的角度从界面反射回来。

在光的反射中，当入射光是自然光时，反射后的光具有相同的振动方向，不会改变其偏振状态。

然而，若入射光是偏振光，反射后的光在振动方向上会发生改变。

这种现象被称为反射偏振。

三、光的偏振与反射应用光的偏振与反射现象在许多领域都有重要的应用。

1. 太阳偏振：太阳光中的很多光波都是自然光，但经过大气层的散射和反射后，产生了垂直于地面的主要偏振方向。

这种偏振现象可以通过偏振墨镜或偏振滤光器来观察，同时也可以应用于太阳能电池板的设计和制造中。

2. 光通信：偏振光在光纤中的传输具有更低的损耗和更高的带宽，因此在光通信领域中广泛使用偏振调制技术来提高传输效率和性能。

3. 光学显微镜：偏振光显微镜结合了偏振滤光器和偏振器件，可以对样本进行非常细致的研究和观察，从而得到更丰富的信息。

4. 液晶显示器：液晶显示器是利用液晶体的光学特性来控制光的偏振状态，以显示图像。

通过控制液晶体中的偏振方向，可以实现像素的开关和调节，从而呈现出清晰、亮度可调的画面。

光的偏振和激光

产生高压引起核聚变
人工控制聚变反应
横波（偏振现象）
纵波（不会发生偏振现象）
自然光：包含着在垂直于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都相同。（像太阳、电灯等）
偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动。
车灯
偏振光照明灯（专用于汽车夜行照明）是把偏振光技术应用于照明技术上所发明的一种照明灯。它对现有机动车辆车灯进行改造。把偏振片安装在现有的机动车车灯的灯罩内，安装偏振片使其透振方向为从垂直地面方向向司机右侧倾斜45度夹角，使所有机动车辆夜行照明灯射出的灯光为左低右高(从司机角度看)呈45度夹角的线偏振光。它和对方司机所戴偏振光眼镜的透振方向正好呈90度角，避免对方司机的视觉眩晕，以减少机动车辆夜间行驶时的交通事故隐患。它适用于机动车辆在夜间照明和遂道、山洞等处行驶照明时使用。属偏振光学照明领域。
未装偏振照明灯的情景
安装偏振照明灯的情景
特点作用
应用实例
相干光可进行调制、传递信息
光纤通信
传播很远距离能保持一定强激光雷达
平行度度，可精确测距测速
非常好可会聚于很小的一点，记录 DVD、CD、
信息密度高
VCD机，计算机
光驱
可在很小空间短时间内集中激光切割、焊接、
亮度高很大能量
打孔医疗手术

自然光偏振光

自然光偏振光
一
自然光又称“天然光”，不直接显示偏振现象的。

它包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向，所以不显示出偏振性。

从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向。

这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫做自然光。

光又称“可见光”。

一般自然光由七种颜色光组成，分别是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

二
偏振光，光学名词。

光是一种电磁波，电磁波是横波。

而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。

振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他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，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。

光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。

具有偏振性的光则称为偏振光。

三
偏振光与自然光的区别光是一种电磁波,电磁波是横波。

而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面,光的振动面只限于某一固定方向的,叫做平面偏振光或线偏振光。

通常光源发出的光,它的振
动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。

这种光叫做自然光。

自然光以入射后反射光为完全偏振光起偏振角2布儒斯特定律试验证明

玻璃片堆
· · · · · · · · · · · · · · · · ·· · ·· · · ·
(接近线偏振光)
反射光和折射光的偏振
3.2 玻璃片堆检偏
让待检光以布儒斯特角 i 0 入射到界面上，以入射线为轴旋转界面（保持 i i 0不变）
· · · · · · i0 · · · · · · · ·· · ·· ·· · · · · · ·· ·· ·
§17-15 反射和折射时光的偏振
1. 反射光和折射光的偏振
· · · · i i· · · n1 ·
n2 r
·· i i · ·S n1 · · · 0 0·
n2
线偏振光
·
r0
·
自然光反射和折射后产生部分偏振光
自然光以i0 入射后反射光为完全偏振光起偏振角 i0
反射光和折射光的偏振
2. 布儒斯特定律
实验证明：
i = i0 时，反射光只有S分量
· ·· i0 i0 · S n1 ·· · ·
nБайду номын сангаас r0
线偏振光
并且 i0 +r0 =
90O
·
i 0 — 布儒斯特角或起偏角
由 n1 sin i0 n2 sin r0 n2 cos i0
有
n2 tg i0 n21 n1
—— 布儒斯特定律 (1812年)
若反射光光强不变则入射光是自然光若反射光光强变且有消光则入射光是线偏振光
(接近线偏振光)
若反射光光强变且无消光则入射光是部分偏振光
若反射光光强不变则入射光是自然光若反射光光强变且有消光则入射光是线偏振光
(接近线偏振光)
若反射光光强变且无消光则入射光是部分偏振光

光的偏振性

y
Ey
E

x
Ex
E x E cos E y E sin
线偏振光的表示法：
····· 光振动垂直板面
光振动平行板面
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为部分偏振光。
符号表示
二偏振片起偏与检偏
二向色性 : 某些物质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, 这种性质称二向色性。
三马吕斯定律（1880 年）
N
I0
M EI
起偏器
E0
检偏器
N
M
E
E0
E E0 cos
I I0

E2 E02
马吕斯定律：强度为 I0的偏振
光通过检偏振器后, 出射光的强度为
I I0 cos2
马吕斯
法国物理学家及军事工程师。出生于巴黎，1796年毕业于巴黎工艺学院，曾在工程兵部队中任职。1808年起在巴黎工艺学院工作。1810年被选为巴黎科学院院士，曾获得过伦敦皇家学会奖章。
sin n1
tan i0

n2 n1

sin i0 cos i0
cosi0
sin

cos(π 2
)
i0

2
i0 i0 n1
n2
玻璃
i0
n1
玻璃

n2
2）根据光的可逆性，当入射光以角从质入射于界面时，此角即为布儒斯特角。
n2
介
tan
i0

n2 n1
cot i0
11-10 光的偏振性
一、自然光偏振光二、偏振片起偏和检偏三、马吕斯定律

自然光通过偏振片光强减半

自然光通过偏振片光强减半光线的偏振是一种常见的物理现象，在光学中有着广泛的应用。

实验证明，自然光经过偏振片之后，光强会减半，这是因为偏振片涉及到一种光学效应穿透率抑制或者说是角度依赖衰减（ADL）效应。

因此，本文将深入分析这种特殊的光学现象，以及它在实际应用中可能产生的影响和结果。

首先，让我们来看看偏振片发挥作用的过程，以及它所起到的作用是如何得以实现的。

偏振片是一种特殊的涂层物，由可以把微观光线分离的偏振涂层组成，可以有效的抑制或增强特定的偏振光线。

当光线穿过偏振片时，特定的偏振态可能会受到抑制，而其他的偏振态则会受到增强，经过偏振片的光强可能会减半，这就是“自然光通过偏振片光强减半”的现象产生的原因。

其次，我们要来考察一下自然光通过偏振片光强减半的实际影响。

首先，由于偏振片抑制了光强，因此在某些实际应用场景中，偏振片可以起到调节光强的作用。

比如，当光线的角度改变时，偏振片可以抑制某些指定偏振态的光线，从而保持固定的光强，同时使得光照度均匀一致，这对于照明安装以及图像拍摄具有重要意义，可以大大提高照明的质量与效果。

此外，光强减半的现象还有另一个有趣的实际应用，那就是可以使用偏振片从而改变物体在舱室内的反射情况，从而实现北极星游船上的暗室效果。

因为舱室内的物体有着不同的偏振态，当把偏振片放置在窗前时，会把某些特定的偏振态的光线抑制，这样就可以使得反射出来的光线受到抑制，从而达到降低了光照度并使其成为完全黑暗的舱室效果。

最后，让我们来看看自然光通过偏振片光强减半的实验部分。

实验中，模拟了自然光经过偏振片后的光强减半的现象，采用的装置为一个由半导体照明模块（LED）、一个偏振片、以及一个照度传感器组成的实验系统。

结果表明，在经过偏振片后，光强的平均值准确的减半，实验结果也印证了“自然光通过偏振片光强减半”的现象。

以上就是自然光通过偏振片光强减半的现象及其实际应用，偏振片是一种非常有用的光学仪器，在降低照明光强以及调节反射光强等方面均有着重要的作用。

太阳光偏振现象

太阳光偏振现象
太阳光是一种自然光，它是由各种波长的光波组成的。

在光的传播过程中，光波的振动方向可以随机分布，这种光称为非偏振光。

然而，在特定的条件下，光的振动方向可以偏振，这种现象称为光的偏振。

太阳光在通过大气层时，会与空气中的分子和小颗粒发生散射。

在散射过程中，一部分光波的振动方向会被限制在一个特定的方向上，形成偏振光。

太阳光的偏振现象可以通过偏振片来观察。

偏振片是一种具有特殊结构的光学材料，它可以选择性地传递或抑制特定方向的光振动。

当太阳光通过偏振片时，只有振动方向与偏振片相同的光波能够透过，其他方向的光则被阻挡。

太阳光的偏振现象在自然界中广泛存在，例如在大气层中的散射、水面上的反射、晶体的双折射等。

这些偏振现象不仅具有科学研究价值，还被应用于光学领域的技术和设备中，例如偏振滤镜、太阳眼镜和LCD显示屏等。