153光的偏振-中国农业大学大学物理
中国农业大学《大学物理学》C教学大纲
《大学物理学》C教学大纲The syllabus of College Physics C一、课程基本情况Course information课程名称：《大学物理学》CCourse title: College Physics C课程编号：Course code:课程总学时： 96 (其中，讲课 96 )Course duration: 96 lessons. (Contact 96)课程学分：6.0Credits: 6.0课程分类：必修Course classification: required course开课学期：春季+秋季Semester: Spring and fall开课单位：理学院应用物理系Open course Unit: Applied physics department, College of Science适用专业：农科类Majors: college of agricuture, etc所需先修课：高等数学Prerequisite Courses: Advanced mathematics.课程负责人：革四平王家慧Instructor:二、课程内容简介物理学是自然科学的核心，是技术创新的源泉。
物理学中不仅蕴涵着先进生产力，同时也蕴涵着先进文化，对人类的未来将起着决定性的作用。
新的教学基本要求明确指出：在人才的科学素质培养、创新教育中，《大学物理学》课程有着其他课程无法替代的作用。
本该程的任务为：①以人为本，培养学生的科学素质，帮助学生正确地认识世界、并掌握正确的认识方法，培养学生的独立思考、独立判断的能力。
②以创新教育为中心，激发创新精神，强化创新意识，加强创新基础，培养学生的创新能力。
③提高学生自己获取知识的能力，为后续课的学习和将来获取知识打好基础。
Course descriptionPhysics is the core of natural science and the foundation of technology innovation, and will dominate the future of humankind from which we can find both advanced productivity and advanced culture. New “basic requirements”has pointed out clearly that college physics is so important that it can’t be replaced by any other courses in terms of helping students lay the foundation systematically for Physics, form scientific worldview, enhance their ability to analyze and solve problems and inspire their explored and innovated spirit.The tasks of this course are: ①to enable students gain scientific spirit, help students know the world correctly and master the right method, help students form scientific worldview, natural view and development view. ②to inspire and enhance innovated spirit, stabilize innovation foundation and cultivate the innovating ability of students, basing on innovation education, ③to improve students ability to obtain knowledge by themselves so that they can ground for their continuous course, all-life education and development in the future.三、各部分教学纲要第一部分力学 14学时(一) 质点运动学1.内容国际单位制与量纲；物理模型、质点、质量；参照系与坐标系；位移、速度、加速度矢量；法向加速度与切向加速度；质点系，运动的叠加原理；质点作圆周运动的角速度、角加速度；伽利略坐标变换。
光的偏振物理实验报告
光的偏振物理实验报告光的偏振物理实验报告引言：光是一种电磁波，具有电场和磁场的振荡性质。
在自然界中，光的传播方向通常是无规则的，这种光称为非偏振光。
然而，通过一系列的物理实验，我们可以将非偏振光转化为偏振光，从而研究光的偏振性质。
本实验旨在通过实际操作，观察和分析光的偏振现象，并探索其在物理学中的应用。
实验一：偏振片的特性在这个实验中，我们使用了偏振片来观察光的偏振现象。
偏振片是一种具有特殊结构的光学元件，可以选择性地允许某个方向的光通过，而阻挡其他方向的光。
我们将偏振片放置在光源和屏幕之间，通过调整偏振片的方向，可以观察到光的强度的变化。
结果表明，当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，光的强度最小，几乎无法透过偏振片。
而当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，光的强度最大，几乎全部透过偏振片。
这表明，偏振片可以选择性地让特定方向的光通过，从而实现光的偏振。
实验二：双折射现象双折射是光在某些晶体中传播时发生的现象，其中光的传播速度因晶体的结构而异。
我们使用了一块双折射晶体（例如石英晶体）来观察这一现象。
将光源照射到双折射晶体上，我们可以看到光线被分成两束，分别沿着不同的方向传播。
这是因为在双折射晶体中，光的传播速度在不同方向上有所差异。
这导致了光的折射方向发生变化，从而形成了两束光线。
这种双折射现象在光学仪器制造和光学通信中具有重要的应用价值。
实验三：偏振光的旋光性质在这个实验中，我们使用了旋光片来研究偏振光的旋光性质。
旋光片是一种光学元件，可以使光线的偏振方向发生旋转。
我们将旋光片放置在光源和偏振片之间，通过调整旋光片的角度，可以观察到光的偏振方向的旋转。
结果表明，旋光片可以使光的偏振方向发生旋转。
这是由于旋光片的特殊结构导致光的传播速度在不同方向上有所差异，从而引起光的旋转现象。
这种旋光性质在化学分析和制药工业中有广泛的应用。
实验四：偏振光的干涉现象在这个实验中，我们使用了干涉仪来观察偏振光的干涉现象。
《光的偏振实验》课件
椭圆偏振是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上作椭圆运动。
偏振光通过不同介质的现象
偏振光通过透明介质时，其偏振方向会发生改变 偏振光通过反射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过折射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过散射介质时，其偏振方向也会发生改变
观察干涉条纹：记录干涉 条纹的变化，分析光的偏 振特性
实验总结：总结实验结果， 分析光的偏振特性，得出 结论
实验注意事项
确保实验环境 安全，避免光
线直射眼睛
实验过程中， 注意保护实验 器材，避免损
坏
实验过程中， 注意观察实验 现象，及时记
录数据
实验结束后， 及时清理实验 器材，保持实
验室整洁
光的偏振实验结果分析
光的偏振实验原理
光的波动理论
光的波动性：光具有波动性，可以传播和反射
光的偏振：光在传播过程中，其振动方向与传播方向之间存在一定的关系
光的偏振实验：通过实验观察光的偏振现象，验证光的波动性
光的偏振原理：光的偏振是由于光在传播过程中受到介质的影响，导致其振动方向发生变 化
光的偏振态
光的偏振态是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上的振动状 态。 光的偏振态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。
光的偏振的应用
光学仪器中的偏振现象
偏振片：用于改变光的偏振状态，如偏振显微镜、偏振相机等 偏振棱镜：用于分离不同偏振方向的光，如偏振分光镜、偏振棱镜等 偏振光栅：用于分析光的偏振特性，如偏振光栅、偏振光栅相机等 偏振干涉仪：用于测量光的偏振特性，如偏振干涉仪、偏振干涉显微镜等
摄影技术中的偏振应用
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。
大学物理授课教案第十六章光的偏振共11页文档
第十六章 光的偏振光的干涉现象和衍射现象都证实光是一种波动，即光具有波的特性，但是，不能由此确定光是纵波还是横波，因为无论纵波和横波都具有干涉和衍射现象。
实践中还发现另一类光学现象，不但说明了光的波动性，而且进一步说明了光是横波，这就是“光的偏振”现象，因为只有横波才具有偏振现象。
自然光和偏振光 马吕斯定律§16-1 自然光和偏振光 马吕斯定律一．自然光我们知道，光波是一种电磁波。
电磁波是变化的电场和变化的磁场的传播过程，并且它是横波。
在光波中每一点都有一振动的电场强度矢量→E 和磁场强度矢量→H ，→E 、→H 及光波传播方向→K 的方向是互相垂直的， 如图：图16-1→E 、→H 中能够引起感光作用和生理作用的是电场强度矢量→E ，所以将→E 称为光矢量。
在除激光外的一般光源中，光是由构成光源的大量分子或原子发出的光波的合成。
由于发光的原子或分子很多，不可能把一个原子或分子所发射的光波分离出来，因为每个分子或原子发射的光波是独立的，所以，从振动方向上看，所有光矢量不可能保持一定的方向，而是以极快的不规则的次序取所有可能的方向，每个分子或原子发光是间歇的，不是连续的。
平均地讲，在一切可能的方向上，都有光振动，并且没有一个方向比另外1、自然光在一切可能的方向上都具有光振动，而各个方向的光矢量振动又相等。
如下图所示，自然光中→E 2、自然光表示方法在任意时刻，我们可以把各个光矢量分解成两个互相垂直的光矢量，如下图所示。
为了简明表示光的传播常用和传播方向垂直的短线表示图面内的光振动，而用点子表示和图面垂直的光振动。
如下图所示，对自然光，短线和点子均等分布，以表示两者对应图 16-2的振动相等和能量相等。
注意：由于自然光中光矢量的振动的无规则性，所以这个互相垂直的光矢量之间没有固定的位移差。
二．线偏振光1、线偏振光由上可知，自然光可表示成二互相垂直的独立的光振动，实验指出，自然光经过某些物质反射、折射或吸收后，只保留沿某一方向的光振动。
大学物理授课教案第十六章光的偏振
第十六章 光的偏振光的干涉现象和衍射现象都证实光是一种波动，即光具有波的特性，但是，不能由此确定光是纵波还是横波，因为无论纵波和横波都具有干涉和衍射现象。
实践中还发现另一类光学现象，不但说明了光的波动性，而且进一步说明了光是横波，这就是“光的偏振”现象，因为只有横波才具有偏振现象。
自然光和偏振光 马吕斯定律§16-1 自然光和偏振光 马吕斯定律一．自然光我们知道，光波是一种电磁波。
电磁波是变化的电场和变化的磁场的传播过程，并且它是横波。
在光波中每一点都有一振动的电场强度矢量→E 和磁场强度矢量→H ，→E 、→H 及光波传播方向→K 的方向是互相垂直的， 如图：图16-1→E 、→H 中能够引起感光作用和生理作用的是电场强度矢量→E ，所以将→E 称为光矢量。
在除激光外的一般光源中，光是由构成光源的大量分子或原子发出的光波的合成。
由于发光的原子或分子很多，不可能把一个原子或分子所发射的光波分离出来，因为每个分子或原子发射的光波是独立的，所以，从振动方向上看，所有光矢量不可能保持一定的方向，而是以极快的不规则的次序取所有可能的方向，每个分子或原子发光是间歇的，不是连续的。
平均地讲，在一切可能的方向上，都有光振动，并且没有一个方向比另外1、自然光在一切可能的方向上都具有光振动，而各个方向的光矢量振动又相等。
如下图所示，自然光中E 2、自然光表示方法在任意时刻，我们可以把各个光矢量分解成两个互相垂直的光矢量，如下图所示。
为了简明表示光的传播常用和传播方向垂直的短线表示图面内的光振动，而用点子表示和图面垂直的光振动。
如下图所示，对自然光，短线和点子均等分布，以表示两者对应的振动相等和能量相等。
注意：由于自然光中光矢量的振动的无规则性，所以这个互相垂直的光矢量之间没有固定的位移差。
二．线偏振光1、线偏振光由上可知，自然光可表示成二互相垂直的独立的光振动，实验指出，自然光经过某些物质反射、折射或吸收后，只保留沿某一方向的光振动。
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。
大学物理光的偏振
大学物理光的偏振在我们日常生活中，光无处不在。
从清晨的第一缕阳光到夜晚的璀璨灯光，光一直陪伴着我们。
然而，在大学物理的领域里，光的性质远不止我们肉眼所看到的那么简单。
其中，光的偏振就是一个引人入胜且具有重要应用价值的特性。
要理解光的偏振，首先得从光的本质说起。
光是一种电磁波，它的电场和磁场在空间中垂直且同步变化。
一般情况下，自然光中的光波振动方向是随机的，各个方向上的振动幅度相同。
但当光经过某些特殊的处理或在特定的环境中传播时，就会出现偏振现象，即光波的振动方向变得有规律起来。
偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。
线偏振光的振动方向始终在一个固定的直线上，就好像一列整齐排列的士兵，步伐一致。
圆偏振光和椭圆偏振光则相对复杂一些，它们的振动方向会随着时间的推移而发生规律的变化。
那么，光为什么会偏振呢？这通常与光与物质的相互作用有关。
比如，当光通过某些晶体时，由于晶体内部结构的特殊性质，只有特定方向振动的光能够通过，从而产生偏振光。
这种现象被称为晶体的双折射。
此外，反射、散射等过程也可能导致光的偏振。
光的偏振在实际生活中有许多重要的应用。
偏光太阳镜就是一个常见的例子。
在强烈的阳光下，地面和水面的反射光往往是部分偏振光，会给我们的眼睛带来不适和干扰。
偏光太阳镜能够阻挡这些偏振光，让我们看得更清晰、更舒适。
在摄影领域，偏振镜也发挥着重要作用。
它可以减少非金属表面的反光，增强色彩饱和度和对比度，使拍摄的照片更加清晰和生动。
在科学研究中，光的偏振更是一种强大的工具。
例如，在化学和生物学中，利用偏振光可以研究分子的结构和排列。
在天文学中，通过分析来自遥远天体的偏振光，可以获取有关天体磁场和物质分布的信息。
在通信领域，偏振复用技术可以大大提高光通信的容量和效率。
通过在同一根光纤中同时传输不同偏振态的光信号，实现了更多信息的传输。
要研究光的偏振现象，我们需要一些专门的仪器和实验方法。
偏振片是最常用的工具之一。
大学物理课件15光的偏振
2018-6-6
2
第 15 章 光的偏振 E
2、光的偏振性：
对于平面电磁波，电场强度矢
H
量——光矢量的振动方向与传
播方向垂直。
S EH
光矢量的振动方向总是与光的传播方向垂直的，即光 矢量的横向振动状态，相对于传播方向不具有对称性， 这种光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为 光的偏振性。
I0
p1
p3
p1 p2
p3
I0
p1
I1 p2 I2 p3
I3
I1
1 2
I0
I2
I1 cos2
I0 2
cos 2
2018-6-6
17
I0
p1
第 15 章
I1
光的偏振
•• •
2、偏振片
是一种人工膜片，对不同方向的光振动有选择吸收的性能，
从而使膜片中有一个特殊的方向，当一束自然光射到膜片
上时，与此方向垂直的光振动分量完全被吸收，只让平行
于该方向的光振动分量通过，即只允许沿某一特定方向的
光通过的光学器件，叫做偏振片。这个特定的方向叫做偏
振片的偏振化方向，用“ ”表示。
第 15 章 光的偏振
2018-6-6
1
第 15 章 光的偏振 一、光的偏振性
1、横波和纵波的区别——偏振
•纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题； • 横波：振动方向与传播方向垂直，存在偏振问题。
定义：振动方向对 于传播方向的不对 称性称为偏振性。
说明：只有横波才 具有偏振现象，偏 振现象是横波区别 于纵波的最明显的 特征。
2018-6-6
偏振光的表示法
部分偏振光的表示法
5
[优选]光的偏振—【新版】人教版高中物理选择性必修一课件
![[优选]光的偏振—【新版】人教版高中物理选择性必修一课件](https://img.taocdn.com/s3/m/7a940534172ded630a1cb636.png)
透过的光最弱， 几乎为零
所以，光是一种横波．
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光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳 、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝 大部分光，都是偏振光．自然光射到两种介质的界 面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光 之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都 是偏振的，并且偏振方向互相垂直．
（ 名师整 理课本 专题） 光的偏 振—【 新版】 人教版 高中物 理选择 性必修 一课件p pt优质 说课稿 （精选 ）
❖ 当只有一块偏振片时，以光的传播方向 为轴旋转偏振片，透射光的强度不变．
当两块偏振片的透振方 向平行时，透射光的强 度最大．
当两块偏振片的透振方 向垂直时，透射光的强 度最弱，几乎为零.
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大学物理——光的偏振
a.布儒斯特定理：当入射角等于某一特定值i0时，反射光是光振动垂直于入射面的线偏振光
其中，i0称布儒斯特角或偏振角
b.布儒斯特角与折射角的关系
布儒斯特角满足入射光线与折射光线相互垂直
c.布儒斯特定理的应用
自然光以布儒斯特角入射时，反射是线偏振光，这样我们能通过反射得到线偏振光，当光以布儒斯特角入射到一片透明介质是，在没有吸收的情况下，透射光中电矢量的平行分量全部透射，根据这一性质，我们可以用使自然光以布儒斯特角透过玻璃片堆的办法，获得线偏振光。
★主要以教师讲授为主
教学内容
教学设计
(4).椭圆偏振光
定义：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量沿椭圆轨道以确定角速度旋转(左或右旋转)的光线，称椭圆偏振光。图19-6所示
特征：光矢量旋转的角速度恒定，且其强度不同，光矢量可以看作为两个互相垂直、同频率、相位差确定的线偏振光的叠加。
当 时为椭圆偏振光
当 ，且振幅相等时为圆偏振光
★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
解：(1)自然光透射偏振片后的光强
线偏振光透射偏振片后的光强
如果两种成分光线透射后的光强相等，则在之后所通过的所有偏振片后的光强都相等，于是
其中，q为线偏振光与偏振片偏振化方向的夹角。欲使最后的出射光线与入射光中的线偏振光偏振方向垂直，则还需要一偏振片，其偏振方向与第一偏振片的出射光夹角为450。
大学农业工程专业《大学物理（下册）》模拟考试试卷D卷 含答案
大学农业工程专业《大学物理（下册）》模拟考试试卷D卷含答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射．已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为_______________________。
2、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。
开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。
若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。
3、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则：(1) 摆线的张力T＝_____________________；(2) 摆锤的速率v＝_____________________。
4、质点p在一直线上运动，其坐标x与时间t有如下关系：(A为常数) (1) 任意时刻ｔ，质点的加速度a =_______； (2) 质点速度为零的时刻t =__________．5、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其运动方程为：（SI），则其切向加速度为＝_____________。
6、若静电场的某个区域电势等于恒量，则该区域的电场强度为_______________，若电势随空间坐标作线性变化，则该区域的电场强度分布为 _______________。
7、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。
8、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_________________。
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左旋
x
线偏振光分解成左右旋圆偏振光 大学物理B
光学
第十一章光学
④自然光
光矢量在 x y平面等概率地作各种方向、
各种振动状态的随机振动的光称为自然光。 自然光可以分解成两个互相垂直的（例如 x 方向和 y 方向）、同振幅、但没有固定相位 关系的线偏振光之和。
一般光源发出的光都是自然光。
大学物理B
定入射线偏振光的偏振方向，称为检偏
大学物理B
光学
第十一章光学
例11.12强度为 I 0的自然光通过偏振片，求透 射光强。
解：
I 1
0
I0
cos2
d
1 2
I0
例11.13强度为 I 0的自然光通过两块平行放置 的偏振片，无出射光强，若在两块偏振片间
再插入另一偏振片，求可能出射的最大光强，
插入偏振片的光轴应如何取向？
P
IM
Im
IM Im
大学物理B
光学
第十一章光学
五种偏振状态
光的五种偏振状态可用上图形象地表示
大学物理B
讨论：偏振状态分类
光学
•马吕斯定律 ①偏振片 a.二向色性
有些结构具有二向性的物质， 对光的吸收也呈现出二向性。
第十一章光学
例如天然的电气石晶体为长六角形片状，当 自然光通过时，光矢量在长对角线方向（y方向） 被吸收得少、透过较多，而垂直方向吸收得多、 透过得少。
大学物理B
光学
第十一章光学
b.偏振片
利用二向色性可做成选择某一方向光矢量
通过的光学元件，称为偏振片，能透过光矢
量的方向称为它的偏振化方向或透光轴。自
然光通过理想偏振片后变成了透光轴方向的
线偏振光，称为起偏。但实际上通过偏振片
的透射光的偏振度不可能为1。偏振片的好坏
可用消光比来描述，其定义为： e I m
左旋圆偏振：Ex
E
y
E0 E0
co s (t co s (t
)
2
)
或：EExy
E0 E0
co s (t s in (t
) )
右旋圆偏振：EExy
E0 E0
co s (t co s (t
)
2
)
或：EEyx
E0 cos(t E0 sin(t
) )
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光学
第十一章光学
③椭圆偏振光 光矢量在 x y 平面作固定的椭圆振动的光
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光学
第十一章光学
自然光经此类物质后，透射光变成了部分 偏振光。介质对光的这种方向性选择吸收一 般还与波长有关，称为（线）二向色性。
某些有机晶体，如碘化硫奎宁，有强烈的 二向色性，把它们沉淀在聚氯乙烯膜或其他 塑料膜中。当这膜经过一定方向拉伸后，二 向色性多晶体便会按拉伸的方向排列整齐， 能在薄膜的垂直方向上表现出和单晶一样的 二向色性
②马吕斯定律 设入射到理想偏振片上的线偏振光的光矢量
与偏振片透光轴方向夹角为 ，将其光振幅分
解到透光轴方向和垂直透光轴方向得：
E// E0 cos
E// 全部透过， E全被吸收。则得透射光强与 入射光强的关系为：
I I 0 cos 2
称为马吕斯定律
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第十一章光学
根据马吕斯定律，可以用理想偏振片确
22
( Ex0 Ey0 ) sin(t )
22
( Ex0 Ey0 ) cos(t )
22
( Ex0 Ey0 ) sin(t )
22
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第十一章光学
实际上圆偏振光和线偏振光都是椭圆偏振 光的特例，描述椭圆偏振光的重要参数是其 椭圆度（椭圆短长轴之比）： y
tan E0m
)
Ey0 y
左旋
E0 x
Ex0
/2
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任意椭圆偏振光可以分解成两个分别为左旋
和右旋的圆偏振光之和
y
左旋 EL0 E0
左旋
x
右旋ER0
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例如，左旋椭圆偏振：
Ex
E
y
Ex0 Ey0
cos(t sin(t
) )
左旋圆：E
x
右旋圆：EEEyxy
( Ex0 Ey0 ) cos(t )
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第十一章光学
⑤部分偏振光
光矢量在 x y平面作各种方向、各种振动状
态的随机振动、但某方向（例如 x 方向）振幅
小的光称为部分偏振光。部分偏振光可以按其
振幅最小和最大的两个互相垂直的方向（例如
x 方向和 y 方向）分解成两个没有固定相位关
系的线偏振光之和。常用偏振度来描述部分偏
振光的偏振程度。 其定义为：
E0
其中
Ex0 E0 cos , E y0 E0 sin
x
Ex0
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②圆偏振光
光矢量在 x y 平面作固定的圆振动的光称
为圆偏振光。迎着光的传播方向看，光矢量 逆时针旋转的称为左旋，反之为右旋。
y
右旋
左旋 E y0
E0
x
Ex0
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任意圆偏振光可以分解成两个互相垂直的 （例如 x 方向和 y 方向）、相位差为 / 2 、 同振幅的线偏振光之和
平面沿固定的直线方向振动的光称为线偏振 光。
E
0 H
y
Ey0
E0
x
v
Ex0
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任意线偏振光可以分解成两个互相垂直的（
例如 x方向和y方向）、同相位的线偏振光之和
E E0 cos(t )
其中
0
2r
可分解成：EE
x y
Ex0 Ey0
co s (t co s (t
) )
y Ey0
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解：
第十一章光学
1 I1 2 I0
I 2 I1 cos 2
得：I
1 2
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§11.3光的偏振
• 光的偏振状态 光的波动性
光的干涉、衍射 .
光波是横波
光的偏振 .
光是TEM波，偏振是横波的固有属性。光的 偏振描述的是其电场矢量（或称为光矢量）的 振动状态。通常可将其分成五种偏振状态。
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①线偏振光
取光传播的方向为 z 方向，其光矢量在 x y
理想偏振片的消光比为0。
IM
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c.偏振片应用 偏振片是最常用的起偏和检偏元件，工
艺简单，成本低，广泛地用于各种光电产 品之中。
例如偏光镜头、偏光眼镜、偏光显微镜 和光驱等
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第十一章光学
自然光通过理想偏振片后变成了透光轴 方向的线偏振光，称为起偏
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第十一章光学
称为椭圆偏振光。迎着光的传播方向看，光矢
量逆时针旋转的称为左旋，反之为右旋。
Ey0 y
左旋
E0 x
右旋
Ex0
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第十一章光学
任意椭圆偏振光可以分解成两个互相垂直 的（例如 x 方向和 y 方向）、相位差为 的线 偏振光之和
椭圆偏振：
Ex Ex0 cos(t )
E
y
Ey0
co s (t