第十八章光的偏振

第十八章光的偏振第十八章光的偏振§18－1自然光和偏振光一．自然光1．定义：光矢量E在与光线垂直的平面内，各个方向机会均等，振幅相等。原子自发辐射：（独立性、间歇性）E是随机的，哪个方向都有，哪个方向都不占优势。2．图示二．偏振光1．定义：光矢量E只沿某一方向振动（线偏振光，平面偏振光）2．偏振面：偏振光的振动方向与传播方向组成的面。3．部分偏振光：某卫方向的光振动比与之垂直的方向上的光振动占优势。三．偏振片的起偏和检偏1．偏振片：能吸收某一方向的光振动，而让与之垂直方向的光振动通过的薄片。2．偏振化方向：偏振片允许通过的光振动的方向（透光轴）。3．偏振器：能把自然光变成偏振光的装置。①起偏器：产生偏振光；如：偏振片。②检偏器：检验偏振光。§18－2布儒斯特定律一．现象：自然光在两种各向同性的媒质的分界面上和折射时，反射光和折射光都成为部分偏振光；在特殊情况下，反射光有可能成为完全偏振光。二．布儒斯特定律210ntgi0i：布儒斯特角对玻璃：0022356001501.i.n,.n对水：0022153001331.i.n,.n三．推论：20i四．偏振光的获得1．偏振片：利用某些物质的“二向色性”制成的)II(20；2．自然光以入射于玻璃表面获得偏振光)I%.I(057；玻璃片堆：多次反射，吸收较多，不很实用。3．利用某些晶体的双折射现象。0I021I第十八章光的偏振例1．用互相平行的一束偏振光构成的混合光，垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的5倍，求入射光中自然光强0I与线偏振光强'I0之比。例2．设自然光以入射角o57投射到平面玻璃片上后，反射光为平面偏振光，则偏振光的振动面和平面玻璃的夹角为度，折射光与玻璃面间的夹角为度。例3．练习二十一（1），书P169，18－2§18－3马吕斯定律一．自然光通过偏振片：20II二．偏振光通过偏振片：马吕斯定律:20cosII讨论：①,0时，0II；②232,时，0I；③其它情况：20cosII例1．在偏振化方向相互垂直的两偏振片A、B之间，插入第三块偏振片C，若透过B的偏振光的强度为入射于A上自然光强度的323，求：①偏振片C与A的偏振化方向之间的夹角?②若透过B的光强为0，则C的方位？③C能否找到合适方位，使021IIB？例2．（P160，例题18－2）用两偏振片装置成起偏器与检偏器，当它们的偏振化方向成0130时，观察一束单色自然光；当它们的偏振化方向成0260时，观察另一束单色自然光。设两次所得透射光的强度相等，求两单色自然光束强度之比。偏振光的获得：1．偏振片：利用某些物质的“二向色性”制成的；2．自然光以布儒斯特角入射于玻璃表面获得偏振光；玻璃片堆、多层介质膜3．利用某些晶体的双折射现象。0I021IO0EcosE0sinE02EI＝第十八章光的偏振§18－4光的双折射现象一．双折射现象光线射向各向异性的介质（如方解石，石因等）时，在媒质内出现两条折射光线的现象。二．寻常光和非寻常光1.寻常光（o光）：尊从折射定律；2.非寻常光（e光）：不尊从折射定律；3.原因：o光各向传播速度相同)vcn(，e光向各方向速度不同，各方向的n不同。三．光轴、主截面和主平面1．光轴：双折射晶体内o光和e光的传播速度相同的方向。即沿此向，eovv；2．主截面：通过光轴且与任一晶面正交的面；3．主平面：晶体中某光线与光轴组成的平面。o光和光轴组成o光的主平面；e光和光轴组成e光的主平面；4．一般研究：入射光在主截面内，o光、e光的主平面都在主截面内的情况。5．实验证明，o光、e光都是偏振光：e光平行于主截面，o光垂直于主截面。四．双折射现象的产生原因1．原因（单轴晶体）对o光：点波源S的波阵面为球面，各向nv，同；对e光沿光轴方向：eovv，eonn；垂直光轴方向：eoeoeoeovv,nnvv,nn{负晶体：正晶体：2．主折射率（P163，表18－1）e光垂直光轴方向的折射率。五．尼科尔棱镜：利用双折射现象制成的一种偏振器，可用作起偏和检偏。六．人为双折射现象用人工方法，使某些非晶体物质呈现双折射现象。例：用方解石割成一个正三角形棱镜，光轴与棱镜的棱边平行，如图，今有一束自然光射向棱镜，为使棱镜内的e光折射线平行于棱镜的底边，该入射光线的入射角i应为多少？试画出o光的光路和o光、e光的振动方向？（已知：6610.n，491.ne）练习二十二，3，4＊§18－5旋光现象偏振光通过某些透明物质（旋光物质）后，偏振光的振动面以传播方向为轴转过一定的角度的现象。