大学物理光的偏振课件.ppt

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应力双折射
第十四章 光的偏振
§14-1 自然光和偏振光
§14-2 起偏和检偏 马吕斯定律
§14-3 反射与折射时光的偏振
§14-4 光的双折射
§14–5 偏振光的干涉 双折射现象
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§14-1 自然光和偏振光
一、横波的偏振性
光的干涉和衍射现象不能分辨光波是横波还是纵波，因
为这两种波都能产生干涉现象。
沿纵波的传播方向作任意平面，波的运动情况相同，具有对称性，即 纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。
光的偏振现象则清楚地显示了光的横波性。
• 光的偏振也是肯定光是电磁波的根据之一。
• 由于光的偏振，使光的传播又出现了一些新的特点。
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1、偏振
波的振动方向相对于传播方向的不对称性，叫偏振。
横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。
这就是说，横波具有偏振性，而纵波不具备偏振性。
光是横波，应该具有偏振性。
振动面的概念
振动方向与传播方向组成的平面。
二、自然光
c
E
x
y
z
1、自然光是非偏振光
其根源仍在热原子发光具有间歇性和独立性。
一串光波列是横波。但从宏观上看，光源发出的光中包含了所有方向的光振动，振动面可以分布在一切可能的方位，任何方向光矢量对时间的平均值是相等的。
所以自然光的光振动对光的传播方向是轴对称而又均匀分布的。
光波虽然是横波，但普通光源发出的光是自然光，不是偏振光。
普通光源中每个原子所发出的光其位相关系及振动方向都是随机的。
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结论：自然光的横波性被发光的随机性所破坏或掩盖。
光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上，既有时间分布的均匀性，又有空间分布的均匀性，具有这种特性的光就叫自然光 。 ( 或者说，具有各个方向的光振动，且又无固定的位相关系的光)。
2、自然光的分解
一个简谐振动总可以分解为两个相互垂直的振动。
自然光在各个方向上都有振动，其中每个振动都可以这样分解，即
由对称性知，有
所以，没有一个方向的振动优于其它方向。这个结果与坐标系无关。
且一般

例如，一个振幅为Ａ的振动可分解为
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3、自然光的表示
x
y
...
表示该光的振动面就在纸平面内。
表示该光的振动方向垂直于纸平面；
由于自然光的波振幅在垂直于传播方向的平面内，在各个方向上的分布平均相等，因此将波振幅在该平面内向任意的两个正交方向进行分解，都可以得到两个振动方向互相垂直且振幅相等的振动，故此自然光常用下图表示：
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三、部分偏振光，线（面，全）偏振光
①若沿某一方向的光振动优于其他方向，则谓之部分偏振光,表示为
②若只有沿某一方向的光振动，则谓之线（面、全）偏振光，表示为
例：晴朗蔚蓝色的天空中所散射的日光多是部分偏振光，散射光与入射光的方向越接近垂直，散射光的偏振度越高。
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§14-2 起偏和检偏 马吕斯定律
一、偏振片的起偏、检偏
1、偏振器：把自然光变成为全偏振光的仪器。
有些晶体（例如硫酸金鸡钠硷）对互相垂直的两个分振动
光矢量具有选择性吸收，这种现象称作晶体的二向色性。
偏振器
透光轴
自然光
偏振光
起偏： 把自然光变成偏振光。
自然光通过这种晶体薄片后，只剩下一个方向的振动，而
另一个方向的振动则被吸收。这种晶体薄片就可做偏振片。
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