大学物理第十一章光学第10节 光的偏振性 马吕斯定律.pptVIP

第十一章 光学 11-10 光的偏振性 马吕斯定律 物理学 第五版 光的波动性表现在光的干涉、衍射。 光波是横波表现在光的偏振。 光的偏振性是判断光波是横波还是纵波的重要依据。 机械波穿过狭缝 偏振: 光波的振动方向对于传播方向的不对称性 一、自然光 偏振光 注意 二互相垂直方向是任选的 . 各光矢量间无固定的相位关系 . 自然光：光矢量E在垂直于传播方向的平面内可以取任何方向, 且各个方向具有相同的平均值,即分布是均匀的, 这样的光称为自然光。 普通光源发出的光就是自然光。 自然光的分解 · · · 自然光 O z O z 自然光的图示法 * 振动面 偏振光（线偏振光） 符号表示 如果光矢量E只沿一个确定的方向振动，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。 * 部分偏振光 ：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 . 符号表示 O z O z 部分偏振光的分解 部分偏振光 部分偏振光可以看成是自然光和线偏振光的混合。 偏振度（degree of polarization） Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度 It —部分偏振光的总强度 In —部分偏振光中包含的自然光的强度 偏振光 （线偏振光） P = 1 自然光 （ 非偏振光） P = 0 部分偏振光 0 P 1 偏振度： 二、偏振片 起偏与检偏 二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动 , 而只让与这个方向垂直的光振动通过, 这种性质称二向色性 . 1.偏振片: 只允许某一个方向的振动透过的光学元件，偏振片是涂有二向色性材料的透明薄片 。一般有微晶型和分子型。 透明玻璃片 涂有金鸡纳霜或碧硒(电气石)等材料的薄膜 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，这个方向叫此偏振片的偏振化方向 . 自然光 线偏振光 偏振化方向 2.起偏——从自然光获得偏振光 起偏的原理：利用某种光学的不对称性 起偏器：起偏的光学器件 3.检偏——用偏振器件检验光的偏振态 I ? P 待检光 若 I 不变 ? ？是什么光 若 I 变，有消光 ? ？是什么光 若 I 变，无消光 ? ？是什么光 思考 入射光可能是自然光或线偏振光或由线偏振光与自然光混合而成的部分偏振光 旋转 * 检偏器 检 偏 起偏器 4.偏振片的用途 (a)作起偏器 I0 I0/2 (b)作检偏器 偏振光 光强为零 (消光) 自然光 光强不变 I0 I0/2 I0 自然光 I0/2 I0/2 I0/2 (c) 作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的反射光。 (d) 制成偏光眼镜，可观看立体电影。 (e) 若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成45?角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免汽车会车时灯光的晃眼。 P1 2I0 P2 自然光 I0 E? E// 三、马吕斯定律(Malus Law，1880年) 通过检偏器的光振动振幅: 马吕斯定律 (8) 讨论: 透射光最强 无光透出(消光) 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30o 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60o时，另一束单色自然光穿过它们 , 出射光强为I2, 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 I20 . 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p1,p3 之间插入另一块偏振片p2 ，光强为I0 的自然光垂直入射于偏振片p1 ，讨论转动p2 透过p3 的光强I与转角的关系 . 讨论 若 在 间变化， 如何变化？ 第十一章 光学 11-10 光的偏振性 马吕斯定律 物理学 第五版