自然光偏振光課件.ppt

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1、會聚光的電光效應(yīng)應(yīng)力雙折射第十四章光的偏振§14-1自然光和偏振光§14-2起偏和檢偏馬呂斯定律§14-3反射與折射時光的偏振§14-4光的雙折射§14–5偏振光的干涉雙折射現(xiàn)象1一、橫波的偏振性§14-1自然光和偏振光光的干涉和衍射現(xiàn)象不能分辨光波是橫波還是縱波，因為這兩種波都能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。沿縱波的傳播方向作任意平面，波的運動情況相同，具有對稱性，即縱波的振動相對于傳播方向是軸對稱的。光的偏振現(xiàn)象則清楚地顯示了光的橫波性。?光的偏振也是肯定光是電磁波的根據(jù)之一。?由于光的偏振，使光的傳播又出現(xiàn)了一些新的特點。21、偏振

2、波的振動方向相對于傳播方向的不對稱性，叫偏振。橫波的振動相對于傳播方向不是軸對稱的。這就是說，橫波具有偏振性，而縱波不具備偏振性。光是橫波，應(yīng)該具有偏振性。32、振動面的概念振動方向與傳播方向組成的平面。4cExyz二、自然光1、自然光是非偏振光其根源仍在熱原子發(fā)光具有間歇性和獨立性。一串光波列是橫波。但從宏觀上看，光源發(fā)出的光中包含了所有方向的光振動，振動面可以分布在一切可能的方位，任何方向光矢量對時間的平均值是相等的。所以自然光的光振動對光的傳播方向是軸對稱而又均勻分布的。光波雖然是橫波，但普通光源發(fā)出的光是自然光，不

3、是偏振光。普通光源中每個原子所發(fā)出的光其位相關(guān)系及振動方向都是隨機的。5光振動的振幅在垂直于光波的傳播方向上，既有時間分布的均勻性，又有空間分布的均勻性，具有這種特性的光就叫自然光。(或者說，具有各個方向的光振動，且又無固定的位相關(guān)系的光)。結(jié)論：自然光的橫波性被發(fā)光的隨機性所破壞或掩蓋。62、自然光的分解一個簡諧振動總可以分解為兩個相互垂直的振動。自然光在各個方向上都有振動，其中每個振動都可以這樣分解，即由對稱性知，有所以，沒有一個方向的振動優(yōu)于其它方向。這個結(jié)果與坐標系無關(guān)。且一般?例如，一個振幅為Ａ的振動可分解為7x

4、y...表示該光的振動面就在紙平面內(nèi)。表示該光的振動方向垂直于紙平面；3、自然光的表示由于自然光的波振幅在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，在各個方向上的分布平均相等，因此將波振幅在該平面內(nèi)向任意的兩個正交方向進行分解，都可以得到兩個振動方向互相垂直且振幅相等的振動，故此自然光常用下圖表示：8三、部分偏振光，線（面，全）偏振光①若沿某一方向的光振動優(yōu)于其他方向，則謂之部分偏振光,表示為②若只有沿某一方向的光振動，則謂之線（面、全）偏振光，表示為例：晴朗蔚藍色的天空中所散射的日光多是部分偏振光，散射光與入射光的方向越接近垂直，散射光的

5、偏振度越高。9一、偏振片的起偏、檢偏1、偏振器：把自然光變成為全偏振光的儀器。有些晶體（例如硫酸金雞鈉鹼）對互相垂直的兩個分振動光矢量具有選擇性吸收，這種現(xiàn)象稱作晶體的二向色性。偏振器透光軸自然光偏振光§14-2起偏和檢偏馬呂斯定律起偏：把自然光變成偏振光。自然光通過這種晶體薄片后，只剩下一個方向的振動，而另一個方向的振動則被吸收。這種晶體薄片就可做偏振片。10自然光通過偏振片后即成為線偏振光，線偏振光的振動方向與偏振片的偏振化方向相同。此時的偏振片稱為起偏器。偏振片上允許通過光振動的方向叫做偏振片的偏振化方向。也叫透光軸

6、。2、偏振片的偏振化方向若入射自然光的光強為I0，其通過偏振片后，光強降為I0/2。11①自然光通過起偏器后成為偏振光，這時旋轉(zhuǎn)偏振片就可得到不同方向的偏振光?？墒侨搜蹖庹駝拥姆较虿幻舾校瑹o論怎樣旋轉(zhuǎn)偏振片，都感覺不到光強的變化。偏振片轉(zhuǎn)一周消光線偏光部分偏光強度變，無消光自然光強度不變透光軸3、自然光、偏振光、部分偏振光的檢驗②如果入射的是線偏振光，若偏振化方向與線偏振光的振動方向成90°角，則線偏振光將完全不能通過。因此，當轉(zhuǎn)動偏振片時，在視場中就可看到光強的明顯變化，并有消光現(xiàn)象。③如果入射的是部分偏振光，則轉(zhuǎn)動偏

7、振片時，視場中光強有變化，但不十分明顯，無消光現(xiàn)象。應(yīng)用：制成安全汽車燈；在大房間內(nèi)的風(fēng)洞上裝上兩塊可自由旋轉(zhuǎn)的偏振片，可使室內(nèi)光線具有浪漫色彩。12光強為I0的線偏振光，當其振動方向與偏振片的偏振化方向的成α角時，則透過偏振片的光強為：注意兩點：①入射光必須是線偏振光，不是自然光；②是與cos2α正比，而不是與cosα正比。二、馬呂斯定律A?I0I13證明：設(shè)入射線偏振光的振幅為A0，其振動方向沿OM方向，與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動A//才能透過，由圖可知：而光強I?A214偏振器自然

8、光檢偏器I1I2?如果入射到檢偏片的線偏振光是穿過起偏器的光，則公式中的α角就是兩偏振片的偏振化方向之間的夾角。15例14－1一束自然光入射到由四個偏振片組成的偏振片組上，四個偏振片的放置為：每個偏振片偏振化方向相對于前面一片順時針轉(zhuǎn)過30°角，設(shè)入射光強為I0，則通過第二片后光強變?yōu)?------，通