光的偏振和激光

例2：在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个 偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则 （C ） A、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小 B、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大 C、干涉条纹消失，光屏上一片黑暗 D、干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上。
例3：对光的偏振，以下认识哪些是正确的 （AD） A、振动方向只在某一个平面内的光是偏振光 B、从电灯等光源直接出来的光本身就是偏振光 C、转动偏振片去看电灯光，看到透射光亮度无 变化，说明透射光不是偏振光 D、光的偏振现象使人们认识到光是一种横波。
四种偏振光：
偏振光的应用
• 1．光弹效应测量应力场分布：主要用来测量 建筑构件、机械零部件在工作状态下内部的应 力分布及其变化。 • 2．偏振现象在摄影技术中的应用：偏光镜的 用途之一是为了更清楚的拍摄水中的物体和鱼 类等。可大大减小反射光的影响，拍到清晰的 金鱼照片。 • 3．电光效应：可作为高速开关，如高速摄影、 光速测量中的光切割器等。近年来则更多地用 作脉冲激光器的Q开关。
偏振片P
自然光
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自然光
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线偏振光 线偏振光
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线偏振光
检偏器明
现象：偏振片旋转过程中透射光的强度不变
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
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I0 cos2 2
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I0 2
起偏器P
偏振片
检偏器Q
偏振片
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
激光的特点及其应用
特点 (与普通光)
相干 性好 特点内容 频率单一，相差恒定， 易发生干涉现象，可 像无线电波一样调制。 应用 光纤通信 光的干涉 激光全息照相
自然光
线偏振光
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起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
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起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
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起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
振片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说， 通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只 沿着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。
（1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出 的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射 光是偏振光。 自然光射到两种介质的界面时，当反射光 与折射光之间的夹角为900，反射光与折射光 就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。
例1：计算自然光从空气射到折射率为4/3的水
面时，当入射角为多大时使反射光和折射光均 为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）
析与解
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光
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自然光
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检偏器明
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光
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激光的产生
1、光的产生：原子获得能量后处于不稳定状态， 会以光子的形式向外发射能量，这个能量就是光。
2、自发发射：一般光源自发地发出光，所发出的光 频率不一、相差不稳定、方向不同。这种是自然光， 即普通光。
3、受激发射：原子受到外来光子的激发，会发射出 与这个外来光子“四同”（同频率、同相差、同偏振、 同传播方向）的光，这种就是激光。
自然光
线偏振光
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检偏器Q
起偏器P
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
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检偏器Q
起偏器P
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
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Leabharlann Baidu
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检偏器Q
起偏器P
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
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明
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光
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自然光
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明
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光
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自然光
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明
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
偏振片P
自然光
线偏振光
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自然光
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明
演示实验（1）：自然光通过一个偏振片
光的偏振
（一）光的偏振 1、机械波的偏振 （1）横波只沿着某一个特定的方向振动这种现象 结 称为波的偏振。 论 （2）横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。 这就是横波与纵波的区别 旋转偏振片P的 2、光偏振的实验演示 过程中，透射光 (1)自然光通过一个偏振片 的强度不变。 (2)偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化，两 片相垂直时透射光 的强度最弱。 3、光具有偏振说明： 光是一种横波 4、常见光的偏振现象及应用
• 园偏振光：这种光的偏振方向是有规律的旋转 着的。而光矢量在旋转过程中的强度是保持一 定的。也就是光矢量是沿着一个园旋转的。这 就是园偏振光。在我们的观察时间段中平均后， 园偏振光看上去是与自然光一样的。但是园偏 振光的偏振方向是按一定规律变化的，而自然 光的偏振方向变化是随机的，没有规律的。 • 椭园偏振光：这种光的偏振方向也是在规律的 旋转着的，但是它的光矢量在旋转过程中强度 也在变化。也就是光矢量是沿着一个椭园旋转 的。椭园偏振光在观察时间段里平均后的结果 与部分偏振光相似。但是与部分偏振光不同， 它的偏振方向以及光矢量的大小是按一定规律 变化的。
自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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，这种光叫做自然 光。
偏振片（也叫起偏器或检偏器）：由特定的材料
制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向）， 只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏
自然光
线偏振光
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检偏器Q
起偏器P
两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零
析与解：
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偏振光的种类
• 线偏振光：让自然光通过一个起偏振器件后， 只有一个方向的偏振光能够通过这个器件，我 们就得到了线偏振光。线偏振光的振动方向是 确定的。 • 部分偏振光：如果线偏振光中混有一部分自然 光，也就是说，这种光包含着各种方向的偏振 光，而在某一方向的上体现出偏振的优势。这 就是部分偏振光。