光的偏振态 物理光学

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，
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。
小结
一、光的偏振态 自然光、线偏振光、部分偏振光 二、线偏振光的获得 偏振片法、反射和折射法、双折射法
三、基本物理定律（光强变化）
1. 布儒斯特定律: 2. 马吕斯定律:
tgib n2 / n1
I I 0 cos2
四、偏振光的应用实例
立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、 偏光显微镜 等等
左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的
偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同，这样，银幕上的两个画面分 别通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
3、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。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每
一、光的偏振态
在垂直于光传播方向的平面内，光矢量的振动状态有各种不 同的方式，称为光的偏振态。
1、线偏振光 自然光; 偏振光 2、部分偏振光
1、线偏振光 （平面偏振光）
E
u

2、自然光 X 自然光的特点:
（1） 在垂直光线的平面内，光矢量沿各
方向振动的概率均等.
Y
u

Z （2）可以看成由两个振动方向 相互垂直，
振幅相等，互不相干的线偏振光的叠加。
I Ix Iy
Ix Iy 1 I 2

3、部分偏振光

偏振度

Io— 总光强
IP — 偏振光的光强 In— 自然光的光强
IP IP P Io In IP
IP = 0
In = 0
P ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0 —— 自然光
P = 1 —— 线偏振光
光的偏振在科学技术及工业生产中有着广泛的应用。比如在机械工 业中，利用偏振光的干涉来分析机件内部应力分布情况，这就是光测弹 性力学的课题。在化工厂里，我们可以利用偏振光测量溶液的浓度。偏 光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重要的应用。 在航海、航空方面则制出了偏光天文罗盘。
下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光的实例： 1、汽车车灯
ib
i2

n1 sin ib n2 sin i2 n2 cosib
tgi b n2 n1
布儒斯特 定 律
. 应用举例
激光器谐振腔
· i ·
i0 M1
0
i0
······
布儒斯特窗
· ·
i0
激光输出
M2
外腔式激光器谐振腔
偏振片
用偏振片获得偏振光 是最实用的一种方法
Z
起偏器 检偏器
2I 0
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩
目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室
的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向 都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的 车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即 不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。
P1
I0
I I0
P 1 // P2
2I 0
P2
I0
I0
P1 P2
三、马吕斯定律
P
I0

I
A

A0
A=A0cos
I0 A
2 0
I A A cos
2 2 0 2
I I 0 cos
2
马吕斯定律（1809）
P1 P2
I0
？
P1
P3
P2
四、偏振光的应用
二、线偏振光的获得
1、用偏振片获得线偏振光
偏振片
线偏振光
偏振化方向
Z
2、用双折射法获得偏振光
A
B
o e D C o e
O光（寻常光）——遵守折射定律 e光（非常光）——不遵守折射定律
3、用反射和折射法获得偏振光
布儒斯特角
n1
n2


i 1


线偏振光
n1
n2
i b i 2 900