海大理学院教学课件 大学物理学电子教案 光的偏振 17一12光的偏振性马吕斯定律 17一13反射光和折射光的偏振 17一14双折射偏振棱镜 17一15旋光现象 17一16偏振光的干涉 17一17非线性光学现象
大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 光的偏振 17－12 光的偏振性 马吕斯定律 17－13 反射光和折射光的偏振 17－14 双折射 偏振棱镜 17－15 旋光现象 17－16 偏振光的干涉 17－17 非线性光学现象
复习 圆孔衍射光学仪器的分辨率 衍射光栅 X射线的衍射 。 全息照相
复 习 • 圆孔衍射 光学仪器的分辨率 • 衍射光栅 • X射线的衍射 • 全息照相
17-12光的偏振性马吕斯定律 光的偏振性 1、横波和纵波的区别 —偏振 纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题； ·横波： 垂直，存在偏振问题。 定义：振动方向 对于传播方向的 不对称性称为偏 振性。 说明：只有横波 才具有偏振现象， 偏振现象是横波 区别于纵波的最 明显的特征
一、光的偏振性 1、横波和纵波的区别——偏振 •纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题； • 横波： 垂直，存在偏振问题。 定义：振动方向 对于传播方向的 不对称性称为偏 振性。 说明：只有横波 才具有偏振现象， 偏振现象是横波 区别于纵波的最 明显的特征。 17－12 光的偏振性 马吕斯定律
2、光的偏振性： E 对于平面电磁波，电场强度 矢量一光矢量的振动方向 S=ExH 于传播方向垂直。 光矢量的振动方向总是与光的传播方向垂直的，即光 矢量的横向振动状态，相对于传播方向不具有对称性， 这种光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为 光的偏振性。 光的偏振性说明光波是横波
2、光的偏振性： 对于平面电磁波，电场强度 矢量——光矢量的振动方向 于传播方向垂直。 H S E H = E 光矢量的振动方向总是与光的传播方向垂直的，即光 矢量的横向振动状态，相对于传播方向不具有对称性， 这种光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为 光的偏振性。 光的偏振性说明光波是横波
偏振态的分类 1、自然光 各个方向上光振动振幅相同的光，称为自然光。 特点： •在所有可能的方向上，光矢量的振幅都相等； •自然光可分解为振动方向相互垂直但取向任意的两个线偏振光， 它们振幅相等，没有确定的相位关系，各占总光强的一半。 •自然光的表示方法：圆点与短线等距离地交错、均匀地画出
二、偏振态的分类 1、自然光 各个方向上光振动振幅相同的光，称为自然光。 • • • • • • 特点： •在所有可能的方向上，光矢量的振幅都相等； •自然光可分解为振动方向相互垂直但取向任意的两个线偏振光， 它们振幅相等，没有确定的相位关系，各占总光强的一半。 •自然光的表示方法：圆点与短线等距离地交错、均匀地画出。 ... u u x y
2、线偏振光 定义：在垂直于传播方向的平面内， 光矢量只沿某一个固定方向振动， 则称为线偏振光，又称为平面偏振 振动面 光或线偏振光。 3、部分偏振光 定义：光波中不同方向上 的光振动振幅不等，在某一 偏振光的表示法 方向上振幅最大，而与之垂 直的方向上的振幅最小，则 称为部分偏振光。 特点：部分偏振光两垂直 方向光振动之间无固定的相 位差。 部分偏振光的表示法
2、线偏振光 •定义：在垂直于传播方向的平面内， 光矢量只沿某一个固定方向振动， 则称为线偏振光，又称为平面偏振 光或线偏振光。 3、部分偏振光 •定义：光波中不同方向上 的光振动振幅不等，在某一 方向上振幅最大，而与之垂 直的方向上的振幅最小，则 称为部分偏振光。 •特点：部分偏振光两垂直 方向光振动之间无固定的相 位差。 偏振光的表示法 部分偏振光的表示法
4、随圆偏振光和圆偏振光： 光矢量末端的运动轨迹是椭圆或圆。 補圆偏振光 线偏光 圆偏振光 在迎光矢量图上，光矢量端点沿逆时针方向旋转的称为 左旋偏振光；沿顺时针方向旋转的称为右旋偏振光
4、椭圆偏振光和圆偏振光： 光矢量末端的运动轨迹是椭圆或圆。 圆偏振光 线偏光 椭 圆 偏 振 光 在迎光矢量图上，光矢量端点沿逆时针方向旋转的称为 左旋偏振光；沿顺时针方向旋转的称为右旋偏振光
三、 偏振度 1、定义： 若与最大和最小振幅对应的光强分别为Ima和1min,则 偏振度的定义为 P- max min max 2、光的偏振度 自然光： Imar=Inin,P=O,偏振度最小； 线偏振光： Inim=0,P=1,偏振度最大； 部分偏振光： 0<P<1
三、偏振度 1、定义： 若与最大和最小振幅对应的光强分别为Imax和Imin，则 偏振度的定义为 max min max min I I I I P + − ＝ 2、光的偏振度 •自然光： Imax =Imin，P=0，偏振度最小； •线偏振光： Imin=0，P=1，偏振度最大； •部分偏振光： 0<P<1
四、 偏振片起偏和检偏 1、基本概念 •普通光源发出的是自然光，用于从自然光中获得偏振 光的器件称为起偏器。 •人的眼睛不能区分自然光与偏振光，用于鉴别光的偏 振状态的器件称为检偏器 iIOi+ 2、1 偏振片 是一种人工膜片，对不同方向的光振动有选择吸收的性能， 从而使膜片中有一个特殊的方向，当一束自然光射到膜片 上时，与此方向垂直的光振动分量完全被吸收，只让平行 于该方向的光振动分量通过，即只允许沿某一特定方向的 光通过的光学器件，叫做偏振片。这个特定的方向叫做偏 振片的偏振化方向，用”表示
四、偏振片 起偏和检偏 • • • 1、基本概念 •普通光源发出的是自然光，用于从自然光中获得偏振 光的器件称为起偏器。 •人的眼睛不能区分自然光与偏振光，用于鉴别光的偏 振状态的器件称为检偏器 2、偏振片 是一种人工膜片，对不同方向的光振动有选择吸收的性能， 从而使膜片中有一个特殊的方向，当一束自然光射到膜片 上时，与此方向垂直的光振动分量完全被吸收，只让平行 于该方向的光振动分量通过，即只允许沿某一特定方向的 光通过的光学器件，叫做偏振片。这个特定的方向叫做偏 振片的偏振化方向，用“ ”表示
3、起偏器 自然光通过偏振片后成为线偏振 光，线偏振光的振动方向与偏振 片的偏振化方向一致。 ++ 起偏器 光源 4、 检偏器 用来检验某一束光是否 偏振光。 方法：转动偏振片，观 察透射光强度的变化。 检编器 光源 自然光：透射光强度不 发生变化
• • • 3、起偏器 自然光通过偏振片后成为线偏振 光，线偏振光的振动方向与偏振 片的偏振化方向一致。 4、检偏器 用来检验某一束光是否 偏振光。 方法：转动偏振片，观 察透射光强度的变化。 自然光：透射光强度不 发生变化