高二物理竞赛圆偏振光课件.pptx

1圆偏振光圆偏振光1）圆偏振光的定义：）圆偏振光的定义：在垂直光传播方向的平面上，在垂直光传播方向的平面上，只有单一的振动矢量，只有单一的振动矢量，振动矢量的大小不变，振动矢量的大小不变，振动方向匀速转动，振动方向匀速转动，振动矢量的端点描绘成一个圆形轨迹。振动矢量的端点描绘成一个圆形轨迹。角内包含的线偏振光的总强度：角内包含的线偏振光的总强度： 入射的自然光的总光强：入射的自然光的总光强： 设偏振片的透振方向与设偏振片的透振方向与 角内线偏振光角内线偏振光的夹角为：的夹角为： 依据马吕斯定律：依据马吕斯定律：部分偏振光部分偏振光1）部分偏振光的定义：）部分偏振光的定义：在垂直光传播方向的平面上，在垂直光传播方向的平面上，所有方向均有横振动，但不同所有方向均有横振动，但不同方向的振动幅度不相等，形成方向的振动幅度不相等，形成如图的振幅分布。如图的振幅分布。2）部分偏振光通过）部分偏振光通过 偏振片后的光强度偏振片后的光强度 角内的线偏振光通过偏振片后的光强为：角内的线偏振光通过偏振片后的光强为： 透过偏振片后自然光的光强变为：透过偏振片后自然光的光强变为： 因此有：因此有： 注意：已经将公式中的注意：已经将公式中的 改写为改写为 若入射的部分偏振光强为若入射的部分偏振光强为 旋转偏振片旋转偏振片P一周，出射光强的变化为：一周，出射光强的变化为： 与与 的振动方向互相垂直的振动方向互相垂直，没有消光现象出现，没有消光现象出现部分偏振光部分偏振光3）部分偏振光的总光强）部分偏振光的总光强 4）偏振度：）偏振度： 时，时， ，为自然光，为自然光 时，时， ，是线偏振光，是线偏振光 注意：注意： 与与 是所有线偏振光在这两个互相是所有线偏振光在这两个互相 垂直方向上的投影分量的非相干叠加。垂直方向上的投影分量的非相干叠加。 2）圆偏振光通过偏振片后的光强度）圆偏振光通过偏振片后的光强度若入射光强为：若入射光强为： 圆偏振光圆偏振光旋转偏振片旋转偏振片P一周，一周， 出射光强不变化出射光强不变化 3）圆偏振光能够分解成两束互相）圆偏振光能够分解成两束互相 垂直的线偏振光垂直的线偏振光A若将若将 带入方程，消去参量带入方程，消去参量t 就有：就有： ，正是圆方程。，正是圆方程。结论：结论：（1）圆偏振光可以分解为两个互相垂直）圆偏振光可以分解为两个互相垂直 的振幅相等、相位差为的振幅相等、相位差为 的线偏振光。的线偏振光。（2）可以由这两束线偏振光来代替）可以由这两束线偏振光来代替 这束圆偏振光。这束圆偏振光。4）圆偏振光的总光强：）圆偏振光的总光强： 5）左旋圆偏振光与右旋圆偏振光）左旋圆偏振光与右旋圆偏振光（1）定义：）定义： 迎着光线传播方向观看，迎着光线传播方向观看，若振动矢量若振动矢量 顺时针旋转就称为顺时针旋转就称为右旋圆偏振光，此时：右旋圆偏振光，此时： 若振动矢量若振动矢量 逆时针旋转就称为逆时针旋转就称为左旋圆偏振光，此时：左旋圆偏振光，此时： （2）证明：）证明：若圆偏振光的若圆偏振光的 ， 则振动矢量则振动矢量 逆时针旋转。逆时针旋转。证明：证明： 已知：已知： 如图所示，由如图所示，由 到到 旋转走向为逆时针方向。旋转走向为逆时针方向。椭圆偏振光椭圆偏振光1）椭圆偏振光定义：）椭圆偏振光定义：在垂直光传播方向的平在垂直光传播方向的平面上，只有单一的振动面上，只有单一的振动矢量，振动矢量的大小矢量，振动矢量的大小和方向不断地改变，和方向不断地改变，振动矢量的端点描绘成振动矢量的端点描绘成一个椭圆形轨迹。一个椭圆形轨迹。 2）椭圆偏振光通过偏振片后的光强度）椭圆偏振光通过偏振片后的光强度椭圆振光椭圆振光若入射的部分偏振光强为若入射的部分偏振光强为 旋转偏振片旋转偏振片P一周，出射光强的变化为：一周，出射光强的变化为： 与与 的振动方向垂直。的振动方向垂直。 ,没有消光现象出现没有消光现象出现3）椭圆偏振光能够分解成两束互相）椭圆偏振光能够分解成两束互相 垂直的线偏振光垂直的线偏振光当当 时，时， A