高二物理竞赛光的横波性与五种偏振态课件.pptx

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1、1、 光的横波性与五种偏振态光的横波性与五种偏振态1）光的偏振的含义）光的偏振的含义光波振动方向的不全面和振幅光波振动方向的不全面和振幅不均等的现象称为光的偏振现象不均等的现象称为光的偏振现象第二章第二章 波动光学基本原理波动光学基本原理2）偏振片）偏振片（1）晶体的二向色性（选择吸收性）晶体的二向色性（选择吸收性）（2）偏振片及其透振方向和消光方向）偏振片及其透振方向和消光方向（3）偏振片的制造）偏振片的制造（4）偏振片的起偏和检偏性能）偏振片的起偏和检偏性能光的横波性光的横波性1）机械波的横波性的检验）机械波的横波性的检验2）光波的横波性的检验）光波的横波性的检验3光的五种偏振态光的五种偏

2、振态1）光是横波，才有不同的偏振状态）光是横波，才有不同的偏振状态2）光波的五种偏振态：）光波的五种偏振态：线偏振光、自然光、部分偏振光、线偏振光、自然光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。圆偏振光和椭圆偏振光。4线偏振光线偏振光1)线偏振光的定义：线偏振光的定义：在垂直光传播方向的平面上，只有单一在垂直光传播方向的平面上，只有单一方向的振动矢量，随着时间的推移，振方向的振动矢量，随着时间的推移，振动矢量只改变大小、不改变方向。动矢量只改变大小、不改变方向。2)振动面与平面偏振光振动面与平面偏振光振动面：振动面：线偏振光的传播方向与线偏振光的传播方向与振动方向构成的平面。振动方向构成的平面。同

3、一波线上的线偏振光的光振动均处于同一同一波线上的线偏振光的光振动均处于同一振动面上，又称线偏振光为振动面上，又称线偏振光为平面偏振光平面偏振光。线偏振光是偏振程度最强的光，又称线偏振线偏振光是偏振程度最强的光，又称线偏振光为光为全偏振光全偏振光。 3）线偏振光通过偏振片后的光强度）线偏振光通过偏振片后的光强度若入射的线偏振光强为：若入射的线偏振光强为： 旋转偏振片旋转偏振片P一周，一周，出射光强的变化为：出射光强的变化为： 线偏振光线偏振光存在一个消光方向存在一个消光方向, 在垂直在垂直 P 的透振方向上的透振方向上4）马吕斯定律）马吕斯定律称上式为马吕斯定律称上式为马吕斯定律注意：注意： （

4、1）只适用于线偏振光）只适用于线偏振光（2）马吕斯定律公式上的）马吕斯定律公式上的 三角函数项是平方项。三角函数项是平方项。由于：由于：就有：就有：5）起偏器和检偏器）起偏器和检偏器起偏器：起偏器：任何偏振态的光通过后透射任何偏振态的光通过后透射 光都变为线偏振光的器件。光都变为线偏振光的器件。检偏器：检偏器：检查入射光偏振态的器件检查入射光偏振态的器件 线偏振射光通过此器件后光线偏振射光通过此器件后光 强变为零强变为零。偏振片既是起偏器，又是检偏器。偏振片既是起偏器，又是检偏器。6）一束线偏振光可以分解为两束）一束线偏振光可以分解为两束 互相垂直的线偏振光互相垂直的线偏振光若将若将 带入参量

5、方程消去参量带入参量方程消去参量t， 就有：就有： ，这正是直线方程，这正是直线方程结论：结论：（1）线偏振光可以分解为两个互相垂直）线偏振光可以分解为两个互相垂直 的相位差为的相位差为 0 或或 的线偏振光，的线偏振光，（2）可以由这两束线偏振光代替这束线偏振光。）可以由这两束线偏振光代替这束线偏振光。自然光自然光1）自然光的定义：）自然光的定义：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，所有方向均有横振动， 各个方向的振动幅度均相等，各个方向的振动幅度均相等，形成如图所示的轴对称振幅分布。形成如图所示的轴对称振幅分布。2）自然光通过偏振片后的光强度）自然光通过偏振片后的光强度若入射的自然光强为：若入射的自然光强为： 自然光自然光旋转偏振片旋转偏振片P一周，出射光强均为：一周，出射光强均为： 3）试证明自然光通过偏振片后）试证明自然光通过偏振片后 出射光强为入射光强的一半。出射光强为入射光强的一半。自然光由无数条非相干的线偏振光组成自然光由无数条非相干的线偏振光组成数密度：数密度： 单位夹角内包单位夹角内包含的含的 线偏振光的条数线偏振光的条数 角内包含的线偏振角内包含的线偏振光的条数：光的条数：