文档介绍：光的偏振
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光波是横波,E、H、v三者都是垂直的。
播
传
方
向
振
动
面
面
向
播
动
振
方
传
一、偏振光起偏和检偏马吕斯定律
在光波里,可引起人的视觉的只有 E 矢量(光矢量)。
•研究光的振动方向的特性即光的偏振性。
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普遍光源发出的光,E矢量在各方向的振动都存在。
E
每个光矢量可分解为两相互垂直的振动。
E
可以把普遍光源发出的光看成是在所有振动方向上振幅都相等的光。——自然光
可以用相互垂直的光振动描写自然光。
自然光可分解为两个方向任意互相垂直、振幅相等,没有任意相位关系的光。并且这两个方向的光振动的光强为自然光强度的一半。
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强调:对自然光,各光矢量间没有固定的位相关系,任意两个取向不同的光矢量不能合成一个光矢量;表示自然光的两个互相垂直的光振动间也无固定的位相关系,因而也不能合成一个电矢量。
自然光的图示:
如果光在传播过程中,只存在某一确定方向的振动,这种光称为线偏振光或完全偏振光,简称偏振光。
如果光既不是自然光,也不是完全偏振光,而是某一方向的振动较另一正交方向的振动占优势,这种光称为部分偏振光。
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在光学中,某些物质能有选择的吸收某一个方向的光振动,而只允许某个特定方向的光振动通过,物质的这种性质称为二向色性。自然光通过这种介质,就能去掉自然光中某一方向的光振动而形成偏振光。
起偏:将自然光转变成偏振光的过程。
二向色性的有机晶体,如硫酸碘奎宁、电气石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后,在高温下拉伸、烘干,然后粘在两个玻璃片之间就形成了偏振片。它有一个特定的方向,只让平行与该方向的振动通过。
偏振片有一个特定的方向,只让平行与该方向的振动通过。我们把允许特定光振动通过的方向称为偏振化方向
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检偏:检测偏振光的过程。
当 P1 // P2 时,
透射光最强。
当 P1 P2 时,
透射光为0。
实验发现:
偏振光:偏振片P2旋转一周时,光强度经历两次最明、两次最暗的变化。
自然光:偏振片P2旋转一周时,光强度并不发生变化。
自然光通过偏振片后所获得的线偏振光的光强是自然光光强的一半。
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马吕斯定律是描述偏振光穿过偏振片后光强的变化情况。
两偏振片偏振化方向夹角为。
将通过 P1 的光矢量振幅 A1 ,分解为平行于P2 的分量 A2 和垂直于P2的分量 A。
垂直分量 A不能通过P2 ,平行分量 A2 可通过 P2 。
由于光强与光振幅平方成正比,
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马吕斯定律
式中, 为入射的偏振光的强度; 为透射的偏振光的强度。
讨论:
时,
时,
一束光强为的自然光透过检偏器,透射光强为:
光强最强
光强最小
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,第一块与第三块的偏振片化方向相互垂直,第二块和第一块的偏振化方向相互平行,然后第二块偏振片以恒定的角速度 w 绕光传播的方向旋转,设入射自然光的光强为 I0。
证明:此自然光通过这一系统后,出射光的光强为:
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当自然光入射到介质表面时,反射光和折射光都是部分偏振光。
光从折射率为 n1 的介质射向折射率为 n2 的介质时,当入射角满足
二、反射和折射的偏振光布儒斯特定律
反射光中振动方向垂直入射面的成分比平行于入射面的成分占优势;
折射光中振动方向平行入射面的成分比垂直于入射面的成分占优势;
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