南方医科大学大学物理李贞姬ch1211lzj.pptx

光的光的干涉干涉和和衍射衍射现象揭示了光具有现象揭示了光具有波动性波动性。光的光的偏振偏振现象，进一步说明光波是现象，进一步说明光波是横波横波。光的偏振（光的偏振（11- 15） 基本要求基本要求 1.理解自然光，完全偏振光，部分偏振光的概念2.掌握通过反射、折射双折射产生偏振光的原理和方法，并掌握如何检验偏振光3.掌握布儒斯特定律和马吕斯定律4.了解晶体的双折射现象，了解o光和e光的性质和区别光的偏振态光的偏振态：光波在传播过程中，在垂直于传播方向的：光波在传播过程中，在垂直于传播方向的平面内可能有不同的振动状态，这种振动状态称为平面内可能有不同的振动状态，这种振动状态称为光的光的偏振态。偏振态。12-11 自然光和偏振光自然光和偏振光（Polarization of light）一一. 线偏振光线偏振光（linearly polarized light）( (平面偏振光平面偏振光) )面对光的传播方向观察面对光的传播方向观察 光矢量只在一光矢量只在一个方向上振动个方向上振动偏振光的振动方向与传播偏振光的振动方向与传播方向组成的平面称为方向组成的平面称为振动面振动面线偏振光线偏振光 光矢量只在一个固定平面内沿一个固定方向光矢量只在一个固定平面内沿一个固定方向振动的光叫线偏振光（平面偏振光）。光的偏振证明了振动的光叫线偏振光（平面偏振光）。光的偏振证明了光的横波性。光的横波性。线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解EExcos( (光振动平行板面光振动平行板面) )(光振动垂直板面光振动垂直板面)线偏振光的表示法线偏振光的表示法 EEysinxEyEE二二. 自然光自然光（natural light） 面对光的传播方向观察面对光的传播方向观察自然光可用两个相互独立、自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅没有固定相位关系、等振幅且振动方向相互垂直的线偏且振动方向相互垂直的线偏振光表示振光表示。yxEE yxIII自然光的表示法自然光的表示法 在垂直于光传播方向的平面内在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称沿各方向振动的光矢量呈对称分布分布自然光沿任何方向的分量自然光沿任何方向的分量的强度都等于总强度的一的强度都等于总强度的一半：半：I =1/2 II =1/2 I0 01普通光源中各个分子或原子内部运动状态的变化是随机的，发光过程又是间歇的，他们发出的光是彼此独立的，从统计规律上来说，相应的光振动将在垂直于光速的平面上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方向上相应光矢量的振幅（光强度）都是相等的。我们把“在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称分布”的光就称为自然光。（见自然光图一） 2任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上的分量。（见自然光图二）3由于自然光的对称性，所有取向的光矢量在这两个方向上的分量的时间平均值彼此相等。因此自然光可分解为两个任意垂直方向上的、振幅相等的独立分振动，它们的相位之间没有固定的关系，不能把它们叠加成一个具有某一方向的合矢量，两者的光强度各等于自然光总光强度的一半。（见自然光图三）4自然光的表示方法如下图所示。图中用短线和点子分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动。三三. 部分偏振光部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光可用两个相互独立、可用两个相互独立、没有固定相位关系、不等振幅没有固定相位关系、不等振幅且振动方向相互垂直的线偏振且振动方向相互垂直的线偏振光表示。光表示。部分偏振光的表示法部分偏振光的表示法平行板面的光振动较强平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强垂直板面的光振动较强 四四. 圆偏振光，椭圆偏振光圆偏振光，椭圆偏振光（circularly polarized light） （ellipticly polarized light） 圆偏振光圆偏振光)cos( tAEx)2cos(tAEy迎着光传播方向观察：迎着光传播方向观察：XYxEyEE椭圆偏振光椭圆偏振光EXYxAyAE顺时针旋转顺时针旋转右旋右旋 E逆时针旋转逆时针旋转左旋左旋 2 2 五五. 偏振度偏振度（degree of polarization） 部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合, ,设部分偏振设部分偏振光的强度为光的强度为Ii , ,其中自然光强度为其中自然光强度为In ，线偏振光的强度为线偏振光的强度为Ip , ,则有则有ppipnIIpIII0p1p10 p线偏振光线偏振光部分偏振光部分偏振光自然光自然光偏振度偏振度pniIII一束部分偏振光一束部分偏振光, ,当它通过一偏振片时当它通过一偏振片时, ,发现光强取决于偏发现光强取决于偏振片的取向可以变化振片的取向可以变化 5 倍。倍。例例解解pntIII依题意得依题意得)21(521npnIII32npptpIIIIIpnpII2求求 此光的偏振度。此光的偏振度。