《大学物理学》课程教学资源（PPT课件）第14章光的偏振

§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 §14-5* 光的双折射 §14-6* 偏振光的干涉人为双折射现象 §14-4* 散射光的偏振 §14-7* 旋光现象

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第14章光的偏振$ 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*散射光的偏振$14-5*光的双折射$14-6*偏振光的干涉人为双折射现象$14-7*1旋光现象节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页第14章光的偏振 §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 §14-5* 光的双折射 §14-6* 偏振光的干涉人为双折射现象 §14-4* 散射光的偏振 §14-7* 旋光现象

S14-1自然光和偏振光横波的偏振性1、偏振：波的振动方向相对于传播方向的不对称性。纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。横波纵波这就是说，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。节口录章录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-1 自然光和偏振光 1、偏振：波的振动方向相对于传播方向的不对称性。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。纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。纵波横波一、横波的偏振性

S14-1自然光和偏振光自然光1、自然光具有偏振性，却是非偏振光自然光的偏振性被发光的随机性所破坏或掩盖。垂直纸面的光振动+++↓OA平行纸面的光振动自然光的表示自然光的分解轴对称性Aix=A;coso4x=ZAix对称性、Ax=AyAiy = A; singAy-EAiy一般Aix+Aiy节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-1 自然光和偏振光 1、自然光具有偏振性，却是非偏振光轴对称性自然光的偏振性被发光的随机性所破坏或掩盖。 x y O Aix Aiy Ai 自然光的分解 Aix = Ai cos Aiy = Ai sin 一般 Aix  Aiy   = = y iy x ix A A A A 对称性 Ax = Ay 自然光的表示垂直纸面的光振动平行纸面的光振动二、自然光

S14-1自然光和偏振光三、线偏振光只有沿某一方向的光振动的光，表示为：T只有垂直于纸面的光振动只有平行于纸面的光振动四、部分偏振光沿某一方向的光振动优于其他方向的光，表示为：IITIIT垂直方向优于平行方向平行方向优于垂直方向节口录上一页章口录下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-1 自然光和偏振光沿某一方向的光振动优于其他方向的光,表示为：只有沿某一方向的光振动的光，表示为：只有平行于纸面的光振动只有垂直于纸面的光振动平行方向优于垂直方向垂直方向优于平行方向三、线偏振光四、部分偏振光

S14-2起偏和检偏马吕斯定律自然光是非偏振光，那么如何获得偏振光呢？起偏：把自然光变成偏振光。偏振片的起偏、检偏1、1晶体（例如硫酸金鸡钠碱）的二向色性：对互相垂直的两个分振动光量具有选择性吸收。偏振片偏振光自然光+++透光轴自然光通过这种晶体薄片，自然光只剩下一个方向的振动，而另一个方向的振动则被吸收。节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律 1、晶体（例如硫酸金鸡钠碱）的二向色性：对互相垂直的两个分振动光矢量具有选择性吸收。起偏：把自然光变成偏振光。自然光通过这种晶体薄片，自然光只剩下一个方向的振动，而另一个方向的振动则被吸收。自然光是非偏振光，那么如何获得偏振光呢？偏振片透光轴自然光偏振光一、偏振片的起偏、检偏

S14-2起偏和检偏马吕斯定律2、偏振片的偏振化方向：允许通过光振动的方向叫做偏振片的偏振化（透光轴）方向1）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。2）若入射自然光的光强为1o，其通过偏振片后，光强降为1/2。节日录章录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律 1）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。 2、偏振片的偏振化方向：允许通过光振动的方向叫做偏振片的偏振化（透光轴）方向。 2）若入射自然光的光强为I0，其通过偏振片后，光强降为I0 /2。 I 0 0 2 1 I

S14-2起偏和检偏马吕斯定律例在双缝于涉实验中，用单色自然光，在屏上形成于涉条纹。若在两缝后放一个偏振片则（B（A）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强；（B）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱；C）千涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱；(D)无干涉条纹。偏振片转一周3、自然光、偏振光、部分偏振光的检验线偏振光光强变化且有消光T部分偏振光光强变化且无消光自然光光强无变化透光轴节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律透光轴偏振片转一周 3、自然光、偏振光、部分偏振光的检验线偏振光部分偏振光自然光光强变化且有消光光强变化且无消光光强无变化例在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则 ( ) (A) 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强； (B) 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱； (C) 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱； (D) 无干涉条纹。 B

S14-2起偏和检偏马吕斯定律马吕斯定律Io+光强为I.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：2I =lo cos"a注意两点：①入射光必须是线偏振光，不是自然光：②是与cos?α正比，而不是与cosα正比。节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律光强为I0的线偏振光，当其振动方向与偏振片的偏振化方向的成角时，则透过偏振片的光强为：  2 0 I = I cos 注意两点： ① 入射光必须是线偏振光，不是自然光； ② 是与cos2 正比，而不是与cos 正比。 I0  I 二、马吕斯定律

S14-2起偏和检偏马吕斯定律马吕斯定律的证明：设入射线偏振光的振幅为Ao，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：A// =Ao cosαAo而光强IαA2NIL-A_ (A.cosα)?AllaA?A.?IoOI = I, cos?α节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律马吕斯定律的证明：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 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： A⊥ A// A0 O N  A// = A0 cos 而光强 I  A2 2 2 // // 2 2 0 0 0 ( cos ) o I A A I A A  = = 2 0  =I I cos 

S14-2起偏和检偏马吕斯定律例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10，则通过第二片后光强变为，通过第四片后光强变为13=12c0s214=13cos~12=Ijcos2a13V0103201032128X节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §14-2 起偏和检偏马吕斯定律例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，通过第四片后光强变为。 1 0 2 1 I = I 0 2 0 2 2 1 8 3 2 3 2 1 cos I I I I =         = =  0 2 0 2 3 2 32 9 2 3 8 3 cos I I I I =         = =  0 2 0 2 4 3 128 27 2 3 32 9 cos I I I I =         = =  0 I    I1 I2 I3 I4

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