2009年普通高考宁夏区试题理综.ppt

* §5.3 光的偏振 一、横波与偏振现象 二、光源的偏振状态 三、起偏和检偏，马吕斯定律 四、光在反射折射时的偏振 研究光的振动方向的特性即光的偏振性。 一、横波与偏振现象 对传播方向不对称 对传播方向对称 横波 纵波 机械横波的检验 若振动方向平行AB 通 若把AB旋900 则 不通 只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题 如何检验光的横波性呢？ 1、线偏振光 (2)振动面：由光矢量的振动方向和光的传播方向组成的面。 ·光矢量在振动面内 ·线偏振光又称平面偏振光 二、光源的偏振状态 (1)线偏振光：光波中的光矢量(E)只沿单一方向振动的光。 · 面对光的传播方向看 E 播 传 方 向 振 动 面 x o (a) (b) 线偏振光的振动方向 (3)线偏振光的分解：线偏振光的光振动可沿两个相互垂直的方向分解。 Ex = E cos? Ey = E sin? 依赖于x, y方向的选取。 E Ey Ex y x ? o 线偏振光的分解 (4).线偏振光的表示法 线偏振光的表示法 光振动垂直板面 光振动平行板面 一个原子一次发光一定是偏振光 普通光源各原子发光是独立的，所发波列的振动方向间没有必然的关系(振动方向随机)。 光波中包含了所有方向的横振动，没有优势方向。所以普通光源所发的光—自然光又称非偏振光 各方向振动间没有必然的相位关系，不能相互抵消。 2．自然光 （1）普通光源发光的是自然光 在人们观察的时间内 有无穷次的发光 按统计的观点, 人们观察到的将是： 在垂直传播方向的平面内 各个方向的光振动全有 各个振动方向的强度相等 乱 是各个振动的无规混杂 (a)自然光 (b)自然光的分解 （2）自然光的分解 在实际应用中将自然光的光振动可分解为两个: 振动方向相互垂直的、 振幅相等的、 无固定相位差的振动。 视研究的问题决定如何取坐标轴 如在从自然光中获取偏振光时 偏振片的通光方向就是首选的坐标轴 y 或 x 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的 线偏振光。 Ex = Ey ---与 x、y 方向选择无关。 总光强 I = Ix + Iy —非相干叠加 Ix = Iy = (1/2)I 各个方向振动全有 (b)部分偏振光的分解 (a)部分偏振光 3.部分偏振光 本质上同自然光 彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振动的组合。 通光方向 图示 分量占优 分量占优 三、 起偏和检偏，马吕斯定律 （一）、起偏 1.起偏：由自然光获得偏振光称起偏。 起偏器：相应的光学器件。 起偏的原理 利用某种形式的不对称性：物质的二向色性；光的反射和折射；光在晶体上的双折射… 2.偏振片 是由自然光获得线偏振光的平面片状器件。 它利用晶体的二向色性（只对某一方向的光振动有强烈吸收)起偏。二向色性的有机晶体，如硫酸碘奎宁、电气石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高温下拉伸、烘干，然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向，只让平行与该方向的振动通过。 也可把硫酸碘奎宁的针状粉末定向排在透明的基片上或把富含自由电子的碘附着在拉伸的塑料薄膜上制成偏振片。 偏 振 化 方 向 自 然 光 振 线 偏 光 偏振片 形象说明偏振片的原理 通光方向 腰横别扁担进不了城门 P1 S 理想偏振片 3.用偏振片起偏 ·出射光强 I = (1/2)I0 ·偏振片的偏振化方向(透振方向) （二）、检偏 1.检偏：用偏振器件分析、检验光束的偏振状态称检偏。所用器件称检偏器。 起偏器既可“起偏”又可“检偏”。 2.检偏方法 设入射光(待检光)可能是自然光、线偏振光或部分偏振光(设由线偏振光与自然光混合而成)，用偏振片来区分它们： 入射光 出射光 观察出射光强的变化 消光 不变 入射光 入射光 入射光 线偏振 自然光 部分偏振 光强变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 （三）、马吕斯定律 线偏振光通过偏振片后的光强 通光方向 反映光矢量对传播方向不对称 线偏振光 §4 光在反射折射