大学物理-光学的偏振

第三章光的偏振干涉、衍射──光是波动偏振──光是横波光是横波，的方向与光的传播方向垂直。EK§3.1光的偏振状态EKVK非偏振光（自然光）完全偏振光线偏振光椭圆偏振光圆偏振光部分偏振光天光、湖光一、完全偏振光1.线偏振光（平面偏振光）线偏振光的振动面固定不变。光矢量E只沿一个固定的方向振动。振动面：光矢量与光的传播方向构成的平面。·面对光的传播方向看振动面播传方向EKvK线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解ααsincosEEEEyx==EEyExyxαvE平行屏幕vE垂直平幕线偏振光表示法：2.椭圆和圆偏振光迎着光的传播方向看光矢量逆时针旋转——左旋偏振光光矢量顺时针旋转——右旋偏振光yyxz传播方向λ/2x某时刻左旋圆偏振光E随z的变化E0EKvK光矢量在沿光的传播方向前进的同时，还绕传播方向匀速转动，若其端点描绘出一个椭圆，则称之为椭圆偏振光。若光矢量大小不变，其端点描绘出一个圆，则称之为圆偏振光。EKvK二、非偏振光（自然光）VKvKvKvK一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。自然光表示法三、部分偏振光：自然光和线偏振光的混合。各方向光振动均有，某些方向光振动强，另一些方向振动弱。屏幕内的光振动较强。垂直屏幕内的光振动较强。部分偏振光表示法：部分偏振光的分解部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。§3.2起偏与检偏偏振片一、检偏与起偏偏振片ＩI21起偏器检偏器I21ＡＢI21IＩα为A、B偏振化方向间的夹角α0º－90º－180º－270º－360º最亮－暗－最亮－暗－最亮消光：透射光光强为零被称为消光。两次消光I21ABI液晶电视屏αP1P2二、马吕斯定律条件：线偏振光入射到检偏器上（不考虑吸收）.结论：透射光强为α20cosII=I0：入射线偏振光的强度α:起偏器和检偏器偏振化方向间的夹角即入射光的光矢量振动方向和检偏器偏振化方向间的夹角αcos0AA=α20cosII=π3π,22α=或A0Aα为其它值，0II0α=0或π时，Ιmax=I0Imin=0部分偏振光椭圆偏振光无法区分圆偏振光自然光无法区分透射光强变化但无消光现象透射光强无变化偏振片偏振片液晶显示技术AliquidcrystalDisplay(LCD)应用于：液晶显示的手表、笔记本、电视等。例：强度为I0的自然光入射到起偏器上，若起偏器与检偏的偏振化方向的夹角为30º，透射光强I1=?若检偏器如图所示旋转45º，透射光强I2=?解:自然光I0起偏器由马吕斯定律：透射光强021I为线偏振光02020183)23(2130cos21IIII===2o2001cos750.0332III==α20cosII′=o30α=oo3045β=+P1P230°例：部分偏振光由自然光和线偏振光混合而成，用偏振片观察之，发现当偏针片由最大亮度转过60º时，光束亮度减为一半，求:I自：I线=?解：设入射光的强度为1偏振光x自然光1−x偏振片)1(21x−偏振片α2cosx两部分间无固定相位关系，透射光强为：I’总=I’自+I’线α2cos)1(21xx+−=max6021II′=′)2121(214121xx+=−x=0.5I自：I线=1:1o0α=xxI+−=′)1(21maxx2121+=o60α=o26060cos)1(21xxI+−=′xxx412141)1(21−=+−=α2cos)1(21xxI+−=′总§3.3反射和折射光的偏振状态n1n2I⊥I⁄⁄iiI⊥I⁄⁄r布儒斯特角i=i0时，反射光为光振动面垂直入射面的线偏振光。i0－布儒斯特角(起偏角)。此时r+i0=90ºi0i0rn1n22πrninsinsin201=000cossintaniii=02cosin=2112nnn==210tanni=i=i0时，入射光中平行入射面的光振动被全部折射垂直入射面的光振动也大部分被折射i0i0rn1n22π反射光为光振动面垂直入射面的线偏振光，但光强较弱。折射光为部分偏振光，光强很强。例：自然光照射玻璃，n21=1.50i0=56°平行入射面的光振动→全部折射垂直入射面的光振动85%折射15%反射i0i0rn1n2π2i0n1提高反射光的强度和折射光的偏振化程度反射光折射光玻璃堆120tannni=21tannnr=n2作业6-27,6-28,6-29光学部分结束！大学物理（上）结束！ƒ感谢课代表的无私贡献！ƒ感谢全体同学对老师的支持！ƒ祝愿大家大学物理课程取得好成绩！ƒ马上开始期末复习!ƒ考试带计算器！期末复习本学期(2015)不考的章节如下（以大学物理教材，第二版为准）：1.1.4、1.2.42.3.33.5、3.6、3.74.5.3、4.6.45.3.2、5.4、5.5.8、5.7.3、5.7.5、5.86.3.1、6.6.2、6.7.4、6.8、6.9.4、6.9.5、6.9.6考试中给定的基本常数：普适常数R、玻尔兹曼常数k、地球半径