高中物理竞赛辅导参考资料之21讲课教案.ppt

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1、高中物理竞赛辅导参考资料之21第一节自然光和偏振光21-1ssssnaturallightandpolarizedlight自然光自然光的表示符号自然光（如太阳光、白炽灯光、气体放电光源发光等）E横截面光传播方向光传播方向在垂直于光传播方向的任一横截面内，光振动矢量E各向出现概率均等各向振动的时间平均值相等E各振动之间无固定相位关系无自然光和偏振光完全偏振光E光传播方向横截面E只沿某一方向振动偏振光（又称线偏振光或平面偏振光）完全偏振光完全偏振光的表示符号垂直于纸面振动E或E在纸面内振动即在任一横截面上的振动轨迹是一

2、条方位不变的直线E在传播过程中振动始终保持在一个确定的平面内E部分偏振光部分偏振光E光传播方向横截面在垂直于光传播方向的任一横截面内，光振动矢量E各向出现概率均等其中某一方向振动的时间E平均值占相对优势各振动之间无固定相位关系无部分偏振光的表示符号垂直于纸面的振动占优势E或在纸面内的振动占优势E圆偏振光圆偏振光E横截面光传播方向光传播方向在垂直于光传播方向的任一横截面内，光振动矢量E是一个旋转矢量，矢量端点的运动轨迹是一个圆圆偏振光可由两束同向传播、振动方向相互垂直、振幅相等、具有某种恒定位相关系的线偏振光合成椭圆偏

3、振光椭圆偏振光光振动矢量E是一个旋转矢量，矢量端点的运动轨迹是一个椭圆椭圆偏振光可由两束同向传播、振动方向相互垂直、振幅不等、具有某种恒定位相关系的线偏振光合成E横截面在垂直于光传播方向的任一横截面内，光传播方向光传播方向第二节polarizeandanalyzeMaluslaw21-2ssss起偏和检偏马吕斯定律偏振器自然光起偏和检偏马吕斯定律一、偏振器线偏振光的光学器件用来获得（或检查）最普通的偏振器是偏振片特殊的光学结构方向偏振片有一个称为透振方向或偏振化方向只有平行于的振动E(或振动分量）E才能通过偏振片透振

4、方向现象模拟自然光一、偏振器线偏振光的光学器件用来获得（或检查）只有平行于的振动E(或振动分量）E才能通过偏振片透振方向起偏和检偏马吕斯定律两个偏振片重叠时产生的现象起偏和检偏线偏振光二、起偏和检偏自然光线偏振光线偏振光PA起偏振器BP检偏振器透振方向透振方向入射自然光光强sI出射线偏振光光强I02sIsII0I0入射线偏振光光强I0I起偏振过程（起偏）出射线偏振光光强I由下述定律求解检偏振过程（检偏）马吕斯定律INNBP向透方振A三、马吕斯定律将分解为平行和垂直OA于的分量NNA和AA不能通过BPMMNNaOAAA

5、振幅能通过BP的光振动A是aMMI0PA方向透振OAcosaOAAAAOAcosa,20IIAOA2cosa2马吕斯定律0Icosa2I续上马吕斯定律0Icosa2IINNBP向透方振AaMMI0PA方向透振OA三、马吕斯定律MMNNaOAAA振幅能通过BP的光振动A是Ia~图线IaI0901802703600简例例已知MMI0PAINNBPasII2I0求a的可能值IsI？0Icosa2I马吕斯定律由即cosa0II+2I0I已知则cosa21a+45135+,解法提要因0I2sI2I0I已知4sII1则第三节ac

6、quisitionofpolarizedlightbyreflectionandrefractionBrewsterlaw21-3ssss由反射和折射获得偏振光布儒斯特定律反射起偏空气普通玻璃引例法线振动垂直于入射面E称起偏振角ib自然光完全偏振光部分偏振光~536.由反射和折射获得偏振光布儒斯特定律引例空气普通玻璃由反射和折射获得偏振光布儒斯特定律引例法线振动垂直于入射面E称起偏振角ib自然光完全偏振光部分偏振光~536.法线部分偏振光自然光部分偏振光ibi法线法线部分偏振光自然光部分偏振光ibi由反射和折射获得偏

7、振光布儒斯特定律布儒斯特定律布儒斯特定律各向同性的入射媒质和折射媒质的折射率分别为1n2n和一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光。称为起偏振角ib或布儒斯特角法线部分偏振光自然光部分偏振光i1n2n自然光完全偏振光部分偏振光法线ib1n2n当入射角满足下述角值条件时ibarctg()1n2n反射光成为完全偏振光，其光振动垂直于入射面；折射光与反射光的传播方向相互垂直。例题解法提要：i+prp2p2sini1n2nsinrsini1n2ncosi得tgi2n1n,arctg(1n2n(iib例已知折射、反射两光束相

8、互垂直入射、折射媒质的折射率为1n2ni1n2nrp2iib证明此时iarctg(1n2n(分别求出1n2n和1n2n1.0,1.51.5,1.0两情况的ib,7空气玻璃玻璃空气356.ibarctg((1.51.03.ibarctg((1.51.03折射起偏在平行玻璃板的上、下界面上，入射角都满足布儒斯特角，反射光都是光振动垂直于入射面的完全