大学物理 14-9 马吕斯定律

I0
O
I0
2
检偏器，透射光强为： I0 / 2
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
•• 讨论：光强的调制
在透振方向正交的起偏器M和检偏器 N 之间，插入
一片以角速度 旋转的理想偏振片P，入射自然光强
为 I0 ，试求由系统出射的光强是多少？
I出 （I0 / 2)cos2 t sin2 t
I0
p1
p3
p1
a
p2
p3
I0
p1
I1
I p2
2 p3
I3
I1
1 2
I0
I2
I1 cos2 a
I0 2
cos2 a
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
I0
p1
I1
I p2
2 p3
I3
p1
a
p2 p3
I2
I0 2
cos2 a
I3
I2
cos2 (π 2
且 I1 I2 . 求两束单色自然光的强度之比.
解： 设两束单色自然光的强度分别为 I10和 I.20
I1
I10 2
cos2
300
I10
•• •
I10 / 2 300
I1
I10 2
cos2
300
I2
I 20 2
cos2 600
I1 I2
I 20
•• •
M
I20 / 2
N
600
I2
I 20 2
cos2
为 I0 ，试求由系统出射的光强是多少？
I0
I0 / 2
•• •
M
P
N
I0 cos2 t
2
• • • ••• A A0 cos a
I A2 I0 A02
cos2 a
一束光强为
A cos a A0
马吕斯定律
I0 cos2 t cos2(900 t) 2
I I0 cos2 a
M
I的0 自然光透过
1 IX IY 2 I0
• •••••
2. 自然光：
原子发光是随机的，在普通光源中不同原子发出的光 波列，它们的频率、初相位、振动面、传播方向及波列长 度都可能不同。
各种振动方向的光出现的机会相等， 沿同一振动方向的原子光波列的强度与振 动方向无关，称这种光为自然光。
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
自然光可以分解为两束相互独立的、等振幅的、振动
方向相互垂直的线偏振光，这两线偏振光的光强等于自然
光光强的一半。
1 IX IY 2 I0
• •••••
平面偏振光：
如果所有光矢量都在一个平面内振动
称这种光线为线偏振光或平面偏振光。
平面偏振光的表示法：
❖ 光矢量在屏平面内
......... ❖光矢量与屏平面垂直
和插入另一偏振片后的透射光强各为多少？
解：设入射自然光的强度为I0
Ie
I0 2
cos2
600
I0 8Ie
I0
•• •
I0 / 2
600
Ie
I0 2
cos2
600
I ' I0 cos2 300 2
I0 cos2 300 cos2 300 2
8Ie 2
9 16
9 4
Ie
I0 M I0 / 2 N
•• •
300
M
N'
求：I，I0
I I 'cos2 300
600
N
I ' I0 cos2 300 2
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
振讨讨片论论转p2动，在p光2两强透块为过正I交p0 3偏的的振自光片然强光pI1垂,与p直转3 之入角间射的插于关入偏系另振. 一片块p1偏，
I0
I0 / 2
•• •
(I0 / 8)(sin2 2t)
M
P
N
t=00、900、1800、2700 时，输出光强为零。
I0 cos2 t
2
t=450、1350、2250、3150 时，输出光强最大为I0 / 8。
I0 cos2 t cos2(900 t) 2
每旋转偏振片P 一周，输出光强有“四明四零”。
2. 偏振片
气石）等材料的簿膜
自然光
透明玻璃片
偏振片特点：
有一个特定的方向， 只让平行于该方向的振动 通过。
这一特定的方向 称为偏振化方向.
偏振化方向
偏振光
偏振片的用途 a) 作起偏振器 b) 作检偏振器
自然光 I0
自然光 I0
I0
I0/2
II0/02/2
偏振光
I0/2
不变暗
I0/2
变暗
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振。
偏振是横波所特有的性质。
光的波动性
光的干涉、衍射 .
光波是横波
光的偏振 .
2. 自然光： 原子发光是随机的，在普通光源中不同原子发出的光
波列，它们的频率、初相位、振动面、传播方向及波列长 度都可能不同。
2. 偏振片
涂有金鸡纳霜或碧硒（电 气石）等材料的簿膜
透明玻璃片
二、 偏振片起偏和检偏 马吕斯定律 1. 起偏与检偏: 起偏 ——从自然光获得偏振光 检偏 ——检查某束光是否是偏振光；
起偏振器 ——从自然光获得偏振光的装置； 检偏振器 ——检查某束光是否是偏振光的装置。
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电涂定荷有律守金鸡恒纳定霜律或碧第硒1（4第章电七波章动静光电学场
❖光矢量与屏平面斜交
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
部分偏振光： 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量
部分地削弱，所得的光线称为部分偏振光。
部分偏振光表示法：
.. .. .. . .
如果所有光矢量都在一个平面内振动 称这种光线为线偏振光或平面偏振光。
a)
I3 I3
I2 I0 8
sin2 a
1 2
I0
(2cosa sina
cos2 )2
a
1 8
sin2 a
I0 sin2
2a
a 若
在
0
~
2π
间变化，
I
如何变化？
3
a 0,π ,π , 3π ,
22
I3 0
a π , 3π , 5π , 7π ,
44 4 4
I3
I0 8
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振。
偏振是横波所特有的性质。
光的波动性
光的干涉、衍射 .
光波是横波
光的偏振 .
机 械
纵波 振动方 向相对传播方向
波
具有对称性；
穿
过
横波 振动方
狭 缝Biblioteka Baidu
向相对传播方向 不具有对称性.
.. .. .. . .
二、 偏振片起偏和检偏 马吕斯定律 1. 起偏与检偏: 起偏 ——从自然光获得偏振光 检偏 ——检查某束光是否是偏振光；
起偏振器 ——从自然光获得偏振光的装置； 检偏振器 ——检查某束光是否是偏振光的装置。
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
检
偏
起偏器
检偏器
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律
三、 马吕斯定律
自然光
线偏振光
I0
I
..
第14第章七波章动静光电学场
A0
aA
A0
A
起偏器
检偏器
a
检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间
A
I I0
的夹角。
A0 cos a
A2 A02
cos2 a
A A0
马吕斯定律
cos a
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检偏
器. 当它们偏振化方向间的夹角为30 时 , 一束单色自然
光穿过它们, 出射光强为 I1；当它们偏振化方向间的夹角 为 60 时, 另一束单色自然光穿过它们, 出射光强为I2 ,
I I0 cos2 a
一束光强为
I
的自然光透过检
0
偏器，透射光强为： I0 / 2
I0 • • •
M O
•••
I0 2
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
•• 讨论：光强的调制
在透振方向正交的起偏器M和检偏器 N 之间，插入
一片以角速度 旋转的理想偏振片P，入射自然光强
I10
•• •
I10 / 2 300
I1
I10 2
cos2
300
I 20
•• •
M
I20 / 2
N
600
I2
I 20 2
cos2 600
M
N
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
例2. 使自然光通过两个偏振化方向成 600 角的偏振片，
透射光强为Ie。今在这两个偏振片之间在插入另一偏振片， 它的偏振化方向与前两个偏振片成 300 角，试求入射光强
平面偏振光的表示法：
❖ 光矢量在屏平面内
......... ❖光矢量与屏平面垂直
❖光矢量与屏平面斜交
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
部分偏振光： 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量
部分地削弱，所得的光线称为部分偏振光。 部分偏振光表示法：
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
§14-9 光的偏振性 马吕斯定律
一、 自然光和偏振光 • 光的偏振性 •• 电磁波是横波
1. 机械横波与纵波的区别
E
r
H
机
械
纵波 振动方
波 穿
向相对传播方向 具有对称性；
过
横波 振动方
狭
向相对传播方向
缝
不具有对称性.
各种振动方向的光出现的机会相等， 沿同一振动方向的原子光波列的强度与振 动方向无关，称这种光为自然光。
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
自然光可以分解为两束相互独立的、等振幅的、振动 方向相互垂直的线偏振光，这两线偏振光的光强等于自然 光光强的一半。
600
I10 I20
cos2 60 cos2 30
1 3
M
N
174-–9 1光电的荷偏振的性量子马化吕斯电定荷律守恒定律 第14第章七波章动静光电学场
例2. 使自然光通过两个偏振化方向成 600 角的偏振片， 透射光强为Ie。今在这两个偏振片之间在插入另一偏振片， 它的偏振化方向与前两个偏振片成 300 角，试求入射光强 和插入另一偏振片后的透射光强各为多少？