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* 第20章 光的偏振 （一）光的五种偏振态 1、 线偏振光（平面偏振光）——光矢量只沿一个固定方向振动 2、 自然光——波线上各点光矢量的振动沿各个方向都有。从时间平均来看，它们对波线形成轴对称的分布 3、 部分偏振光——介于一，二之间的一种——强度在某方向上最强。在与此方向垂直的另一方向上最弱。用不等振幅的两个垂直振动表示。 4 圆偏振光——波线上各点电矢量的大小不变但在垂直于波线的方向上，即在波面内做匀角速旋转 左旋 右旋 5、 椭圆偏振光——波线上各点的电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为椭圆。 （二）（线偏振光的）起偏与检偏 得到偏振光的方法——起偏。检验它的方法——检偏 偏振片 最后从检偏镜出射的光强？ 自然光 偏化方向 马留斯公式 当 （两通光方向平行）从 出射的光强最大 当 （两通光方向垂直）从 出射的光强为零 通光方向或偏振化方向 例：自然光入射。 。若想使从P2出射的光强不为零在不动P1,P2的方位时有什么方法？ 偏化方向 自然光 要使从P2出射的光强最大 =？ =？ （三） 由反射产生偏振光 一般情况下：当入射光为自然光，折射光和反射光均为部分偏振光 当 时，反射光为线偏振光。且光矢量的振动方向与入射面垂直。 称此时的入射角为“布儒斯特”角或起偏角。 由 折射方 入射方 例：求（1）由空气到玻璃的全偏振角。（2）由玻璃到空气的全偏振角。 若入射光本身为线偏振光，以布儒斯特角io入射。 无反射 ? ? ? ? ? ? ? ? ? γ io 大部分反射 （四）由晶体的双折射产生偏振光 1、现象 （1）o光，e光 ? 平行自然光 ? ? 接收屏 违背了通常的折射定律 沿原入射方向前进 总是符合折射定律的那一束称为寻常光——o光 常常违反折射定律的那一束称为非常光——e光 （2）晶体的光轴 ? 晶体存在这样一个特殊的方向-------晶体的光轴。 （3）晶体的主截面 光线向晶体表面入射时，那个界面的法线方向与晶体的光轴方向构成的平面——主截面。 光轴方位 法线 入射光线 （4）双折射光的偏振态 （c）当入射光线在主截面内时（入射面//主截面或法线，入射光线，光轴在同一平面内）时 主截面（光轴） 主截面 （a）o,e光均为平面偏振光 （b）o,e光的偏振方向互相垂直 自然光 ? 法线 光轴 ? ? ? 2.晶体中的波面 O光的波面：沿各方向的传播速度均为vo 球面 e光的波面：e光沿各方向传播的速度不同 光轴 沿光轴方向 垂直于光轴方向 其它方向 介于两者之间 一个点光源在晶体中e光的波面应为________________________? 绕光轴方向的椭圆回转面 若将同一时刻o,e光的波面画在一起，那么该两波面在______方向上相切 光轴 一个点光源在晶体中o光的波面为______? vevo vevo 注意：这里ve是特指e光在与光轴垂直的方向上的传播速度，不是泛指e光的传播速度 引入折射率： 常数。与传播方向无关 o光的折射率 e光的主折射率 e光沿特定方向传播时的折射率 ? ? 3. 惠更斯做图法求折射方向 请判断哪种情况下 (1)没有双折射发生？ (2)有双折射发生，但o,e光的传播方向重合？ (3)特殊情况—o,e光的传播方向均服从普通的折射定律？ 同一时刻o,e光的波阵面不再重合，传播速度也不同。折射率也不同 尽管此时o,e光的传播方向没有分开，但与刚才不同的是此时有双折射发生。 o,e光波面始终重合，速度均为vo折射率均为no—没发生双折射 这是一特殊情况——o,e均服从普通的折射定律： 在其它情况下，e光不服从折射定律 ? ? ? ? 生命学院 自然光 ? 法线 光轴 ? ? ? ? ? ? 提高复习 (五) 波晶片 偏振光的干涉 光轴方向 波晶片的作用？ 设 ? ? 前表面 出射面 位相延迟器 1.波晶片——从单轴晶体中切割下来的平行平板。光轴平行于表面。 通过晶片后o光(x)的位相 比e光(y )的位相多延迟（落后） 除了与 成正比外还与波晶片的厚度 有关。适当选择厚度 可使两束光之间产生任意数值的相对位相落后 当 或 时称为 1/4波片 1/2波片 全波片 光轴 对出射光的讨论—P22两同频率的垂直振动的合成 ——合成为线偏振光 与入射前相比振动面没有发生改变 光轴 合成仍为振幅为A的线偏振光。但与入射前相比，振动面转动了2α角度 光轴 合成为正椭圆偏振光 合