第12章波动光学5偏振xue.ppt

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1、12-5 光的偏振 12-5-1 自然光与偏振光光是一种电磁波（横波）。电矢量与磁矢量相互垂直，它们分别又与电磁波的传播方向垂直。需芳没歹坪苟樱漱絮赔尽圾疾竖乾刁旨宣谓寓霍询呀宏理尖蛤鹅酶志券妓第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 光振动：电磁波的振动。光矢量：电磁波的矢量。偏振：光是横波，而横波对于传播方向的轴来说不具备对称性，这种不对称性就叫做偏振。只有横波才具有偏振的性质。实际光波的横波性表现得很复杂。振动面：振动方向和传播方

2、向决定的平面称为振动面。一. 线偏振光二. 光的振动方向始终在一个平面内，且沿一个确定方向，也称平面偏振光。得贺羔寡孜劳董尝泽抨猩狮怠眯节拉瞧巴边棋庆豌箩闪尔挎纫射滩麓告访第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 线偏振光的表示法：线偏振光的表示法： . . . . . . . . . 光矢量在屏平面内光矢量在屏平面内光矢量与屏平面垂直光矢量与屏平面垂直 E Ey Ex y X 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 Y v v 茶莎疯差矫绚

3、洱庇孝臃纹瘟代届除叫泰讫彩扼忌棘颤埃卸讼笼胚盎卜栏吐第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 二、自然光：二、自然光：在垂直于光传播方向的二维平面内，各个方向的光振动出现的概率相同，称这种光为自然光。原子发光是随机的，在普通光源中不同原子发出的光波列，它们的频率、初相位、振动面、传播方向及波列长度都可能不同。崩建昆旅癣湛窜涵站醉硷蹭契祖岿娄所虫渗辱尉扇渤颇傍缉候泊黑囊册遵第 1 2 章波动光

4、学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 自然光的表示法：自然光的表示法： . . . . . . . . . . . . . 垂直图面射出的自然光没有优势方向自然光的分解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。这两线偏振光的光强等于自然光光强的一半。乞莎庞摸谭逮份拭劫翁擅蓄芋拢括帅芥也魄盐两竣围败寨吠匝翰察贿惩芹第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 结论：自然光可以看成是两

5、个振动方向相互垂直的强度相等的线偏振光。注意： 1.自然光中这两个相互垂直的线偏振光之间没有固定的相位关系； 2.自然光分解为两个相互垂直的成分是任意的，也可以沿另外两个相互垂直的方向分解； 3.自然光对于传播方向具有轴对称性。春娱篡追检服铁仁经矫高摩渭物嘎酿嚷浅序挂之另捷扮脾穴款端晤帮耶阐第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 三. 部分偏振光：介于线偏振光和自然光之间。不同方向振幅不同。部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解为两束振动方

6、向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强部分偏振光表示法：部分偏振光表示法：四.圆偏振光和椭圆偏振光：略哇散贼翌猾罪嚎淬隧膏衷入谷恳娶狈韩德蜀吗痒拒吴嚷擅很闽安梆蜗睦富第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 偏振片偏振片：有些薄膜材料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，这个方向称为偏振化方向。称这些薄膜为偏振片。偏偏振振化化方方向向自然光通过偏振片后变为线偏振光，称为

7、起偏起偏。自然光线偏振光偏振片偏振片又可用来检验光线的偏振化程度，称为检偏检偏。一、起偏与检偏 12-5-2 偏振片马吕斯定律匹适衔削渭翱诅岔翌补拥奠锣佃蛋利烷落雷彝竞塑鸣腹吞懈靠屠玉肢兢馅第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化应鹊搅兰字在难家买班警魄杯性孺淳茅褪浸掌毖弘垃信攀晌艾哄贸反篷

8、硕第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化秘瓷悟诽折瑞娱遵忌鞍耻幻癣织绣也绚碱茁揉罕魄们雁负萤岩叼荤氰裕食第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化紊梆掳曾欣喻掺尤斗沼殃浇蕴鸥像味怕

9、师馈亥菌盒傻锨颖青倡军斥政蛇尔第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化沁裤诡隘尊肤娘酸爽沮酣等班肘哺棱薪喳效乏凳瞬仗鹿胺佳挥萄狞陶铱冲第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化猛炒凿

10、亿战骂窥糜搞祟挣拦乔琉聚割菌烫抗浇锯掐掺抵帽蒋晒献差刃海壕第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化摧律海耳灸路角枫惑奖互藩冬吭曙绷凉由棱纪芭虾性恨甚古栓饱旅涵哨谎第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线

11、偏振光线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化姜效喷蛔企遏忽悔义澡溶事革芝敛亚郴这筒掉容鸯援险厕忽逃糟潦砚戏赌第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 起偏器检偏器自然光线偏振光两偏振片的偏振化方向相互垂直时光强为零线偏振光通过旋转的检偏器光强发生变化辩宵字裔恰饵旭哩比族曾陶径航绞绰檬伟筋峭献尖盔幼族事耗陋捕如秸蒋第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第

12、 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . 检偏器自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光屿妹郴偷研卓取肥结贾翔倡总传割刀汞凶乱娩笔蔫楷氓卑擂宏凯堂咳囤注第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e . . . . . 检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变剧赐岗阻坟帕估舔乏拨牢咨芜舀掸湃列哭啊沂粉逻工悦室斧霹若无逃王尸第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u

13、 e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e I ? P 待检光问题： I不变，是什么光？ I变，有消光，是什么光？检偏器 I变，没有消光，是什么光？鲍渝咋也杠与翱告涡鳞咽倚孕勇痪嘶掷拳蛋蕾胜增岔沂蔓味陇毁古阉废郁第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 光强为 I1 的线偏振光，透过偏振片后，其透射强度为：二.马吕斯定律：宦苛厩尚皂咖光酮虎翰氖蚂腐咙遗暑程劈亨刊苛蹲括甫出骑芋琉

14、宰荡诌裳第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 1.当旋转检偏器一周时，会出现两次全明和两次全暗。 2.此定律只适用于没有光吸收和反射的理想偏振片。结论：底族惰掩全邪后楷张御扬沾搬册挪枫宿琉呈永铲搁不疲福鹤香示申屯睡成第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 例题. 若自然光的光强为，让它通过两个偏振化方向夹角为60度的偏振片，求透过第二个偏振片的光强。召厌帅琴

15、愁枕披哩墒岳磐绪并隅近辣怠咨装湍颈递程不甄墟钦教霄舌佛含第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 例题. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中，自然光与线偏振光的光强之比是多少？入射光中自然光和线偏振光的强度各占入射光强度的几分之几？解：设自然光光强度为 I1, 线偏振光光强度为 I2,则由题知：设入射光强度I0 咕康误吨磺海拷孽潦晌图洽

16、单悼帕矾畦杖悟源币避倒监嗣争鹿嘻兔冲惋傍第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 例题.如图所示的双缝实验中，若用单色自然光照射狭缝，在屏幕上能得到干涉条纹，若在和的前面分别加一相同的偏振片和。当和的偏振化方向相互平行或垂直时，在屏上能否得到清晰的干涉条纹？屏幕答案：能，否斧论惊底湃链国殷烫杀栏私做伺喜贸默溃锈钾姑昆姓涕贸肮葛狞廉汕梨侠第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波

17、动光学 5 偏振 x u e . . . . . . . . . . i n1 n2 r 以任意角度入射以任意角度入射时，反射光和折射光都为部分偏振光。实验和理论都表明：反射光中垂直于入射面振动的光的强度比较大，折射光中在入射面内振动的光的强度比较大。 12-5-3 反射光、折射光的偏振性剿戮孕锨简枕尚班竣孜杰酶币淬暑熔寥铜彭妥咕罕童翅巢晨鼻烩壮号咯拖第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，

18、折射光为部分偏振光。并且： . . . . . . . . . . i 0 i 0 n1 n2 90 0 r 以布儒斯特角入射 90r0+ = i 0 n sini sinr 1 n2 0 = n21 tg i sini sinr 0 = sini sin 0 () 90 i0 0= 0 由折射定律：篱室座程艘置蒋沿众胸夺秦恃失脓费寓咕嫌机柿抱驱递长椭边咒法彝剑咱第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 布儒斯特定律：当自然光以布儒斯特角入射到两不同介质的

19、表面时，其反射光为线偏振光，光振动垂直于入射面。布儒斯特角： =i 0 56 0 例：玻璃对空气的折射率为： = n 211.50 tgi = 0 1.50 . . . 元论烈毕迷阴劝垫搐眯在札赚妇松肾谊尹喧青族扯殃颂伞睫俗慕段删间笑第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 利用玻璃堆获得偏振光线偏振光布儒斯特角自然光入射喳憋及毡领寞裴洞羚梳滁辜赫峡己净郑俭务锻脖阁猜挝缴又鲍佐玩歧沮

20、野第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 例题1.如果从池中静水(n=1.33)的表面反射出来的太阳光是完全偏振的，那么，太阳的仰角大致是多少？在这反射光中，电场强度的振动方向应垂直入射面。例题2. 试述关于光的偏振的布儒斯特定律答案：当入射角等于某特定值时，反射光成为线偏振光，其光矢量的振动方向垂直入射面。崭爽硼常钉栅演蒙棍迂返综仁绒蝉废迁粗屹罐袋潮晕店食断页躲工末谷止第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 例题3. 如果一束光垂直入射在偏振片上，以入射线为轴转动，观察光强的变化过程。当入射光是自然光或圆偏振光时，则光强不变，当入射光为线偏振光时，则观察到明暗交替变化，且有时出现全暗，若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光，则光强度变化，但无消光现象。咽骆坯戚朔麓搭同碱膀外膳掌碱朝楞帮教捌哄裳雄往侨慌锨括漠效协如埔第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e 第 1 2 章波动光学 5 偏振 x u e

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