文档介绍：第五章光的偏振(Polarization of light)
§ 光的偏振状态
§ 线偏振光的获得与检验
§ 反射和折射光的偏振,*散射光的偏振
§ 双折射现象
§ 椭圆偏振光和圆偏振光
§ 偏振光的干涉
§ 人工双折射
§ 旋光现象
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§ 光的偏振状态
一. 完全偏振光
E
播
传
方
向
振
动
面
·
面对光的传播方向看
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解
E
Ey
Ex
y
x
(linearly polarized light)
表示法:
·
·
·
·
·
光振动垂直板面
光振动平行板面
2
右旋圆
偏振光
右旋椭圆
偏振光
0
y
y
x
z
传播方向
/2
x
某时刻右旋圆偏振光 E 随 z 的变化
E
2. 圆偏振光(circularly polarized light)和
线、圆和椭圆偏振光均称为完全偏振光。
椭圆偏振光(ellipticly polarized light)
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为某个确定值的线偏振光的合成。
右旋圆偏振光的合成。
圆和椭圆偏振光可看成是两束频率相同、
传播方向一致、
振动方向相互垂直、
相位差
反之,
线偏振光则可以看成是两束频率相同、
相位相同、
振幅相同、
传播方向亦相同的
左、
相位差/2或3/2
x
y
y
x
·
x,y
振幅相同,
相位差不等于
0,
和 2
/2,,
3/2
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二. 自然光(natural light)
垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
自然光的表示法:
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互
·
·
·
非相干
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三. 部分偏振光
表示法:
自然光和完全偏振光的混合,就构成了部分偏
最常讨论的部分偏振光可看成是自然光和
线偏振光的混合,
振光。
分解
非相干
平行板面的光振动较强
·
·
·
·
·
·
·
·
垂直板面的光振动较强
就是这种部分偏振光,
天空的散射光和水面的反射光
它可以分解如下:
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四. 偏振度(degree of polarization)
Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度
It —部分偏振光的总强度
In —部分偏振光中包含的自然光的强度
完全偏振光(线、圆、椭圆) P = 1
自然光( 非偏振光) P = 0
部分偏振光 0 < P < 1
偏振度:
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§ 线偏振光的获得与检验
一. 起偏
▲起偏的原理:利用某种光学的不对称性
▲偏振片(Polaroid)P(获得线偏振光):
微晶型:
分子型:
x
y
z
z
线栅起偏器
入射
电磁波
▲起偏器(polarizer):起偏的光学器件
·
非偏振光
线偏振光
光轴
电气石晶片
·
·
——从自然光获得偏振光
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非偏振光I0
线偏振光 I
P
偏振化方向
(通光方向)
二. 马吕斯定律(Malus law)
I0
I
P
P
E0
E = E0cos
▲线偏振光的起偏:
马吕斯定律(1809)
——消光
·
·
·
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三. 线偏振光的检偏
检偏:用偏振器件检验光的偏振态
I
?
P
待检光
若 I 不变?是什么光
若 I 变,有消光?是什么光
若 I 变,无消光?是什么光
然光混合而成的部分偏振光
思考
设入射光可能是自然光
线偏振光
或由线偏振光与自
或
旋转
演示
线偏振光的起偏和检偏
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