第十四章波动光学（五）.ppt-3.pptVIP

尼科耳棱镜 B C A D 光 光 加拿大树胶 尼科耳棱镜可用于起偏和检偏 图片寓意：因为当今社会存在一条有关科学性质的评论，那就是它已成为我们主食如此普遍的一部分，以至于回避了问题的实质：“没有它我们能活吗？” 山东农业大学应用物理系 §13.5 光的偏振 横波和纵波都能产生干涉和衍射现象，而偏振是横波所特有的性质。光的偏振现象表明光是横波。 波的振动方向相对于传播方向的不对称性，叫偏振。 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 自然光 普通光源发出的光，光矢量E在垂直于传播方向的平面内的取向完全随机分布，没有哪一个方向占优势。从统计上看E 的平均振幅在平面内沿任一方向都相等，这样的光叫自然光。 X Y Z 一、自然光与偏振光 简单表示法 自然光经过某些物质的反射、折射或吸收后，可能只保留某一方向的光振动。这种只有某一固定方向振动的光叫做线偏振光或完全偏振光，简称偏振光。 完全偏振光 光振动平行屏幕 光振动垂直屏幕 振动面 u 部分偏振光 垂直屏幕的光振动较强 平行屏幕的光振动较强 二、偏振片的起偏与检偏 偏振片 晶体（如硫酸金鸡钠硷）对相互垂直的两个光振动分量具有选择吸收的性能，称为二向色性。将这种晶体涂敷于透明薄片上，就成为偏振片。偏振片是常用的起偏器和检偏器，每个偏振片上都标有偏振化方向。 自然光I0 线偏振光I 偏振化方向 线偏振光I 起偏器 检偏器 偏振化方向: 当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫偏振片的偏振化方向. 用偏振片检验光的偏振态 消光 线偏振光 强度变，无消光 部分偏振光 强度不变 自然光 偏振化方向 偏振片转一周 P1 P2 三、马吕斯定律 （法国物理学家 E. Louis Malus 1775-1812)（1808年发现） 检偏器 起偏器 N M ——马吕斯定律。 例 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 时 , 一束单色自然光穿过它们, 出射光强为 ; 当它们偏振化方向间的夹角为 时, 另一束单色自然光穿过它们 , 出射光强为 , 且 . 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 和 . 经过起偏器后光强分别为 和 . 经过检偏器后 在两块正交偏振片 之间插入另一块偏振片 ，光强为 的自然光垂直入射于偏振片 ，讨论转动 透过 的光强 与转角的关系 . 讨论 空气 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. 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. 理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关. 1. 光反射与折射时的偏振 玻璃 四、反射光和折射光的偏振 David Brewster, 1781-1868, 苏格兰物理学家, 英国光学家. 爱丁堡大学教授、校长. 于1812年提出. 反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。 当 时， 1）反射光和折射光互相垂直. 讨论 玻璃 空气 布儒斯特定律 2）根据光的可逆性，当入射光以 角从 介质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角 . 玻璃 玻璃 注意 对于一般的光学玻璃 , 反射光的强度约占入射光强度的5-7.5% , 大部分光将透过玻璃. 利用玻璃片堆产生线偏振光 《双折射狂欢》摄影：Katrina Putker 2007年尤里卡科学摄影大赛的获奖作品。此图利用了双折射的光学现象：光穿过某种物质时，会经历两个折射率，产生彩虹效应。这一技术被应用到类似的餐桌背景中，作者用手对塑料材料进行了挤压，以提高整体效果。 五、晶体的双折射 动 光 学 双折射现象 波 动 光 学 五、晶体的双折射 寻常光o和非寻常光e 恒量 玻璃 折 射 定 律 方解石晶体 光通过双折射晶体 寻常光线—o光(ordinary light) 服从折射定律的光线 非常光线—e光(extraordinray light) 不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射面内） 实验证明： o 光、e光均为偏振光 A C B o e D