《光的偏振》PPT课件

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1、第十八章光的偏振§18-1偏振光和自然光一、线偏振光电磁波中E矢量始终沿某一方向的振动。yzx(a)(b)振动方向在纸面内(c)振动方向垂直纸面传播方向传播方向普通物理教案1二、自然光部分偏振光振动面在空间各个方向高速随机变化的光称为自然光。无固定相位差yxyx传播方向传播方向自然光表达普通物理教案2介于自然光和线偏振光之间的一种偏振光称为部分偏振光传播方向部分偏振光表达§18-2起偏和检偏马吕斯定律一、起偏和检偏当机械横波通过一狭缝时，如狭缝方向与机械横波的振动方向相同时，此横波可通过狭缝，当狭缝方向与机械横波的振

2、动方向相垂直时，此此横波就不能通过狭缝，见图；普通物理教案3（a）（b）普通物理教案4与机械波相仿，对于光波我们也可找到类似的“狭缝”，使自然光通过此狭缝后，称为线偏振光，对此“狭缝”称为起偏器。用做起偏器的是一种具有称为“二向色性”的物质，例如1mm厚的电气石薄片就几乎可将某一方向的光全部吸收。利用“二向色性”物质所制成的薄片称为偏振片，其中能够让光通过的特定方向称为偏振化方向。偏振光获得后，检查某光线是否偏振光时，也用偏振片，偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方向垂直时，偏振光就不能通过该偏振片。普通物理教案5二、

3、马吕斯定律（a）（b）P1P2起偏和检偏普通物理教案6解：当自然光通过P1时，t时刻，P2转过的角度t，当线偏振光I1透过P2时，当线偏振光I2再透过P3时普通物理教案9其中，α=ωt，证毕。普通物理教案10§18-3反射和折射时光的偏振现象一、由反射和折射产生部分偏振光当光线在两种介质n1、n2的交界面上发生反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光，反射光中垂直振动面的光矢量加强，透射光中平行振动的光矢量加强。iirn1n2普通物理教案11二、布儒斯特定律iBiB900I=I0×15%r当光线以iB入射

4、时，iB满足：此式称为布儒斯特定律：此时，反射光线成为完全偏振光，折射光线成为部分偏振光。普通物理教案12布儒斯特定律的应用：玻璃堆效应：iB反射光折射光激光器中的布儒斯特窗iB布儒斯特窗布儒斯特窗普通物理教案13§18-4光的双折射现象一束光线进入方解石晶体后，分裂成两束光线，它们沿不同方向折射，这种现象称为双折射。求是求是方解石的双折射现象一、双折射现象⒈寻常光和非常光光线进入晶体后，分成两束，其中一束遵守折射定律，称为寻常光线（o光），另一束不遵守折射定律，称为非常光线（e光）。普通物理教案14⒉晶体的光轴与主

5、平面晶体中存在一个方向，光沿该方向传播时，不产生双折射现象，称该方向为晶体的光轴。方解石中有两个顶点A、D，其棱边之间的夹角各为1020，从A或D引出一直线，与晶体各邻边等角，此直线便是光轴，与光轴平行的直线都是光轴，晶体中仅有一个光轴的称单轴晶体，有两轴的称双轴晶体。光轴AD1020102010201020780780晶体的光轴普通物理教案15已知光线与光轴组成的平面称为主平面。O光的振动垂直它的主平面，e光的振动平行它的主平面。当光轴位于入射面内时，o光和e光的主平面重合。iABCDoeeo斜入射垂直入射寻常光和

6、非常光普通物理教案16二、双折射现象的解释⒈单轴晶体中光波的波阵面寻常光线在晶体中传播速度相同，所以波阵面为球面，而非常光线在晶体中传播速度不同，垂直于光轴的速率最大（或最小），波阵面为旋转椭球面。两光速在沿光轴传播时，速度相同。当v0>ve_—称为正晶体（石英），当v0no、对于负晶体ne

7、对单轴晶体的几种情况，用作图法确定o光和e光的传播方向。⑴平行光斜入射晶体表面（光轴在入射面内且与晶面斜交）12eooe光轴方向ABCDF界面普通物理教案18光轴方向界面AB⑵平行光正入射晶体表面（光轴在入射面内且垂直于界面）光轴方向界面AB⑶平行光正入射晶体表面（光轴在入射面内但平行于界面普通物理教案19BAC界面光轴方向⑷平行光斜入射晶体表面（光轴垂直入射面且与界面平行）三、晶体光学器件⒈尼科耳棱镜尼科耳棱镜是由两块方解石晶体经特殊切割后再用加拿大树胶粘合而成，其中树胶的n=1.55,方解石的o光no=1.658

8、,e光ne=1.486,对树胶o光以760入射，no已满足全反射条件sinφ=1.55/1.658,φ=69.20普通物理教案20oooeeeeMNACS220900480680⒉渥拉斯顿（W.Wollaston）棱镜ir1r2两光轴相互垂直的方解石直角棱镜组成，其作用是将o光和e分的较开。普通物理教案21⒊波晶片光轴αd波晶片是双折射晶体制成