物理PPT课件10.5光的偏振马吕斯定律.ppt

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1、第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振光的光的波动性波动性 光的干涉、衍射光的干涉、衍射.光波是光波是横波横波 光的偏振光的偏振.机械横波与纵波的区别机械横波与纵波的区别机机械械波波穿穿过过狭狭缝缝第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振一自然光一自然光 偏振光偏振光 自然光自然光：一般光源发出的光中，包含着各个方：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫自然光对称）这样的光叫自然光.自然光

2、以两互相自然光以两互相垂直垂直的互的互为独立的为独立的 （无确定无确定的的相位相位关关系）振幅相等的光振动表示系）振幅相等的光振动表示,并各具有并各具有一半一半的振动能量的振动能量.符号表示符号表示注意注意 各光矢量间无固定的相位关系各光矢量间无固定的相位关系.二二互相互相垂直方向是任选的垂直方向是任选的.第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振 偏振光偏振光（线偏振光）（线偏振光）符号表示符号表示 部分偏振光部分偏振光：某一方向的光振动比与之垂直方：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光向上的光振动占优势的光为部分

3、偏振光.符号表示符号表示光振动只沿某一固定方向的光光振动只沿某一固定方向的光.振动面振动面第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振 起起 偏偏二偏振片二偏振片 起偏与检偏起偏与检偏 二向色性二向色性:某些物质能吸收某一方向的光振某些物质能吸收某一方向的光振动动,而只让与这个方向垂直的光振动通过而只让与这个方向垂直的光振动通过,这种性质这种性质称二向色性称二向色性.偏振片偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片涂有二向色性材料的透明薄片.偏振化方向偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫

4、此偏振它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向片的偏振化方向.偏振化方向偏振化方向起偏器起偏器第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振检偏器检偏器 检检 偏偏起偏器起偏器第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振NM三马吕斯定律三马吕斯定律（1880 年）年）检偏器检偏器起偏器起偏器NM 马吕斯定律马吕斯定律 强度为强度为 的偏振的偏振光通过检偏振器后光通过检偏振器后,出射光的强度为出射光的强度为第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5

5、 光的偏振光的偏振 例例1 有两个偏振片有两个偏振片,一个用作起偏器一个用作起偏器,一个用作一个用作检偏器检偏器.当它们偏振化方向间的夹角为当它们偏振化方向间的夹角为 时时,一束一束单色自然光穿过它们单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ;当它们偏振化当它们偏振化方向间的夹角为方向间的夹角为 时时,另一束单色自然光穿过它们另一束单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ,且且 .求两束单色自然光的强求两束单色自然光的强度之比度之比.解解 设两束单色自然光的强度分别为设两束单色自然光的强度分别为 和和 .经过起偏器后光强分别为经过起偏器后光强分别为 和和 .经过检偏器后经过检偏器后第第第第1

6、010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振 在两块正交偏振片在两块正交偏振片 之间插入另一块偏之间插入另一块偏振片振片 ，光强为，光强为 的自然光垂直入射于偏振片的自然光垂直入射于偏振片 ，讨论转动讨论转动 透过透过 的光强的光强 与转角的关系与转角的关系.讨论讨论第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振若若 在在 间变化，间变化，如何变化如何变化？第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振空气空气 入射面入射面 入射光线和法入射光线和法线所成的平

7、面线所成的平面.反射光反射光 部分部分偏振光偏振光 ，垂直于入射面的振动大于，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动平行于入射面的振动.折射光折射光 部分部分偏振光，平行于入射面的振动大偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动于垂直于入射面的振动.理论和实验证明理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关：反射光的偏振化程度与入射角有关.光反射与折射时的偏振光反射与折射时的偏振玻璃玻璃第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振四、布儒斯特定律四、布儒斯特定律（1812）年）年反射光为完全偏振光，且反射光为完全偏振光，且振动面垂直入

8、射面，折射振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。光为部分偏振光。当当 时，时，1）反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直.讨论讨论玻璃玻璃空气空气第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振 2）根据光的根据光的可逆性可逆性，当入射光以，当入射光以 角从角从 介介质入射于界面时，此质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角角即为布儒斯特角.玻璃玻璃玻璃玻璃第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振注意注意 对于一般的光学玻璃对于一般的光学玻璃,反射光的强度约占反射光的强度约占入射光强度的入射光

9、强度的7.5%,大部分光将透过玻璃大部分光将透过玻璃.利用利用玻璃片堆玻璃片堆产生产生线线偏振光偏振光第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振讨论讨论讨论下列光线的反射和折射（讨论下列光线的反射和折射（起偏角起偏角 ）.第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振 讨论讨论 如图的装置如图的装置 为偏振片，为偏振片，问下列四种情况，屏上有无干涉条纹？问下列四种情况，屏上有无干涉条纹？1）去掉）去掉 保留保留 2）去掉）去掉 保留保留 3）去掉）去掉 保留保留 4）都保留都保留.无（两振动互相垂直）无（两振动互相垂直）无（两振动互相垂直）无（两振动互相垂直）无（无恒定相位差）无（无恒定相位差）有有第第第第1010章章章章 波动光学波动光学波动光学波动光学10.5 10.5 光的偏振光的偏振1空气空气 例例 一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角为布儒斯特角为布儒斯特角 ，问，问 在界面在界面 2 的反射光是什么光？的反射光是什么光？玻璃玻璃2 注意：注意：一次一次起偏垂直入射面起偏垂直入射面的振动仅很小部的振动仅很小部分被反射（约分被反射（约15%）所以）所以反射反射偏振光很弱偏振光很弱。一一般应用般应用玻璃片堆玻璃片堆产生偏振光产生偏振光