【5A文】大学物理之光的偏振.ppt

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1、1会聚光的电光效应应力双折射【5A文】大学物理之光的偏振§14-1自然光和偏振光§14-2起偏和检偏马吕斯定律§14-3反射与折射时光的偏振§14-4光的双折射§14–5偏振光的干涉双折射现象2一、横波的偏振性§14-1自然光和偏振光光的干涉和衍射现象不能分辨光波是横波还是纵波，因为这两种波都能产生干涉现象。沿纵波的传播方向作任意平面，波的运动情况相同，具有对称性，即纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。光的偏振现象则清楚地显示了光的横波性。•光的偏振也是肯定光是电磁波的根据之一。•由于光的偏振，使光的传播又出现了一些新的特点。31、偏振波的振动方向相对于传播方向的不对称性，叫偏振。

2、横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。这就是说，横波具有偏振性，而纵波不具备偏振性。光是横波，应该具有偏振性。42、振动面的概念振动方向与传播方向组成的平面。5cExyz二、自然光1、自然光是非偏振光其根源仍在热原子发光具有间歇性和独立性。一串光波列是横波。但从宏观上看，光源发出的光中包含了所有方向的光振动，振动面可以分布在一切可能的方位，任何方向光矢量对时间的平均值是相等的。所以自然光的光振动对光的传播方向是轴对称而又均匀分布的。光波虽然是横波，但普通光源发出的光是自然光，不是偏振光。普通光源中每个原子所发出的光其位相关系及振动方向都是随机的。6光振动的振幅在垂直于光波的传播方向

3、上，既有时间分布的均匀性，又有空间分布的均匀性，具有这种特性的光就叫自然光。(或者说，具有各个方向的光振动，且又无固定的位相关系的光)。结论：自然光的横波性被发光的随机性所破坏或掩盖。72、自然光的分解一个简谐振动总可以分解为两个相互垂直的振动。自然光在各个方向上都有振动，其中每个振动都可以这样分解，即由对称性知，有所以，没有一个方向的振动优于其它方向。这个结果与坐标系无关。且一般例如，一个振幅为Ａ的振动可分解为8xy...表示该光的振动面就在纸平面内。表示该光的振动方向垂直于纸平面；3、自然光的表示由于自然光的波振幅在垂直于传播方向的平面内，在各个方向上的分布平均相等，因此将波

4、振幅在该平面内向任意的两个正交方向进行分解，都可以得到两个振动方向互相垂直且振幅相等的振动，故此自然光常用下图表示：9三、部分偏振光，线（面，全）偏振光①若沿某一方向的光振动优于其他方向，则谓之部分偏振光,表示为②若只有沿某一方向的光振动，则谓之线（面、全）偏振光，表示为例：晴朗蔚蓝色的天空中所散射的日光多是部分偏振光，散射光与入射光的方向越接近垂直，散射光的偏振度越高。10一、偏振片的起偏、检偏1、偏振器：把自然光变成为全偏振光的仪器。有些晶体（例如硫酸金鸡钠硷）对互相垂直的两个分振动光矢量具有选择性吸收，这种现象称作晶体的二向色性。偏振器透光轴自然光偏振光§14-2起偏和检偏马

5、吕斯定律起偏：把自然光变成偏振光。自然光通过这种晶体薄片后，只剩下一个方向的振动，而另一个方向的振动则被吸收。这种晶体薄片就可做偏振片。11自然光通过偏振片后即成为线偏振光，线偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向相同。此时的偏振片称为起偏器。偏振片上允许通过光振动的方向叫做偏振片的偏振化方向。也叫透光轴。2、偏振片的偏振化方向若入射自然光的光强为I0，其通过偏振片后，光强降为I0/2。12①自然光通过起偏器后成为偏振光，这时旋转偏振片就可得到不同方向的偏振光。可是人眼对光振动的方向不敏感，无论怎样旋转偏振片，都感觉不到光强的变化。偏振片转一周消光线偏光部分偏光强度变，无消光自然光强

6、度不变透光轴3、自然光、偏振光、部分偏振光的检验②如果入射的是线偏振光，若偏振化方向与线偏振光的振动方向成90°角，则线偏振光将完全不能通过。因此，当转动偏振片时，在视场中就可看到光强的明显变化，并有消光现象。③如果入射的是部分偏振光，则转动偏振片时，视场中光强有变化，但不十分明显，无消光现象。应用：制成安全汽车灯；在大房间内的风洞上装上两块可自由旋转的偏振片，可使室内光线具有浪漫色彩。13光强为I0的线偏振光，当其振动方向与偏振片的偏振化方向的成α角时，则透过偏振片的光强为：注意两点：①入射光必须是线偏振光，不是自然光；②是与cos2α正比，而不是与cosα正比。二、马吕斯定律A

7、I0I14证明：设入射线偏振光的振幅为A0，其振动方向沿OM方向，与偏振片的偏振化方向ON成α角。由于只有平行于偏振化方向的振动A//才能透过，由图可知：而光强IA215偏振器自然光检偏器I1I2如果入射到检偏片的线偏振光是穿过起偏器的光，则公式中的α角就是两偏振片的偏振化方向之间的夹角。16例14－1一束自然光入射到由四个偏振片组成的偏振片组上，四个偏振片的放置为：每个偏振片偏振化方向相对于前面一片顺时针转过30°角，设入射光强为I0，则通过第二片后光强变为-