第五章光的偏振 §1光的偏振状态 线偏振光 面对光的传播方向看 定义:光矢量E在垂直与其 传播方向的平面内,只沿一 个固定的方向振动。 振动面 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E E、= Ecos a E E=Sina
§1 光的偏振状态 一. 线偏振光 E 传播方向 振 动 面 · 面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E E y Ex y x sin cos E E E E y x = = 第五章 光的偏振 定义：光矢量E在垂直与其 传播方向的平面内，只沿一 个固定的方向振动
线偏振光的表示法: +++ 光振动垂直板面 光振动平行板面 自然光 没有优势方向 自然光的分解 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。 E.=E. +1 自然光的表示法:
线偏振光的表示法： ··· · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 二. 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。 Ex = Ey x y I = I + I 自然光的表示法： · · ·
三.部分偏振光 部分偏振光 部分偏振光的分解 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、 不等幅的、不相干的线偏振光。 部分偏振光的表示法: 平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强
三. 部分偏振光 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向相互垂直的、 不等幅的、不相干的线偏振光。 部分偏振光的表示法： ·· ···· 平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强 · ·
§2偏振片的起偏和检偏,马吕斯定律 起偏 起偏:从自然光获得偏振光 起偏器:起偏的光学器件 起偏的原理:利用某种光学的不对称性
§2 偏振片的起偏和检偏，马吕斯定律 一. 起偏 • 起偏的原理：利用某种光学的不对称性 • 起偏：从自然光获得偏振光 • 起偏器: 起偏的光学器件
偏振片的起偏 非偏振的自然光o 线偏振光I 偏振化方向 2 (透振方向) 二.马吕斯定律 0 E=Encosa I∝E 2=e cos a 2 1=lo cos a 马吕斯定律(1809) a=0,I=l, max 消光
非偏振的自然光I0 线偏振光 I P 偏振化方向 (透振方向) 0 2 1 I = I 二. 马吕斯定律 I0 I P E0 P E=E0cos , 2 0 E 0 I 2 0 I = I cos0 max 0 = ，I = I = I 0 2 = ，I = • 偏振片的起偏 ⎯⎯马吕斯定律（1809） ——消光 2 2 0 2 I E = E cos ···
检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态 偏振片P1 偏振片P2 自然光 偏振化方向 起偏 1 20检偏2=l0c0sa 思考: 变,有消光→?是什么光八六 Ⅰ不变→?是什么光 变,无消光→>?是什么光
三. 检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态 I ? P 待检光 思考： • I不变→？是什么光 • I变，有消光→？是什么光 • I变，无消光→？是什么光 偏振片P2 自然光 偏振片P1 偏振化方向 起偏 检偏 I0 1 0 2 1 I = I 2 2 0 cos 2 1 I = I
例.两个偏振片,一个作起偏一个作检偏。当它们 的偏振化方向分别为a1=300,a,=60°观察两束 自然光。 求:观察到的两束自然光强之比。 解:经起偏器后的光强自然光 偏振片P1 偏振片P2 2 偏振化方向 经检偏器后的光强 起偏1检偏 2=。l 2 cos C 2 2 coS a coS a, cOS 30 y(3 cosa COS600S 3 (1/2)
例 .两个偏振片，一个作起偏一个作检偏。当它们 的偏振化方向分别为 观察两束 自然光。 求：观察到的两束自然光强之比。 0 2 0 1 = 30 , = 60 解：经起偏器后的光强 1 0 2 1 I = I 经检偏器后的光强 2 2 2 0 cos 2 1 1 I = I 2 2 0 cos 2 1 I = I ( ) ( ) 3 1/ 2 3 / 2 cos 60 cos 30 cos cos 2 2 2 0 2 0 2 2 1 2 = = = = I I 偏振片P2 自然光 偏振片P1 偏振化方向 起偏 检偏 I0 1 I 2 I
§3反射和折射光的偏振 反射和折射时光的偏振 线偏振光 自然光反射和折射 起偏振角 后产生部分偏振光 i=bo时,反射光为线偏振光 io—布儒斯特角或起偏角 g m21一布儒斯特定律(1812年)
§3 反射和折射光的偏振 一. 反射和折射时光的偏振 i = i0 时，反射光为线偏振光 i 0— 布儒斯特角或 起偏角 21 —布儒斯特定律 (1812年) 1 2 0 tg n n n i = = · · · · ·· · n1 n2 i i r · 自然光反射和折射 后产生部分偏振光 · n ·· ·· 1 n2 i0 i0 r0 线偏振光 ··S 起偏振角 · · ·
玻璃片堆起偏 起偏 当让=时 玻璃片堆 (接近线偏振光)
二. 玻璃片堆起偏 起偏 当i =i0时 · · · ·· ·· · · · · · i0 (接近线偏振光) · · ·· ·· · · · · · · · · ·· ·· 玻璃片堆
§4光在晶体中的传播,双折射 光垂直照 射到晶体 N晶体旋转 上 方解石 双折射的概念 自然光 1.双折射:一束光射入 n 各向异性介质时,折射光(各向异 分成两束 性媒质)ro0光 光 2.寻常光(o光和非寻常光(e光) o光:遵从折射定律 n sinz/2 sin e光:一般不遵从折射定律 SInl ≠c( cons tan t) SIn e光折射线也不一定在入射面内
§4 光在晶体中的传播, 双折射 ··· 方解石 o e 一. 双折射的概念 1. 双折射：一束光射入 各向异性介质时，折射光 分成两束。 n1 n2 i ro re (各向异 性媒质) 自然光 o光 e光 2.寻常光(o光)和非寻常光（e光） o光 : 遵从折射定律 o n sini n sinr 1 = 2 e光 : 一般不遵从折射定律 ( tan ) sin sin c cons t r i e e光折射线也不一定在入射面内。 ··· 光垂直照 射到晶体 上 e • • o 晶体旋转