南京大学:《光学》课程教学课件(PPT讲稿)第五章 光的偏振(Polarization of Light)

第5章 光的偏振 Polarization of Light 光的干涉和衍射 光的波动性 光的偏振现象 光的横波性 自然光 部分偏振光 偏振态 线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光
第5章 光的偏振 ( Polarization of Light ) 光的干涉和衍射 光的波动性 光的偏振现象 光的横波性 偏振态 → → → → 椭圆偏振光 圆偏振光 光 偏振光强 ? 线偏振光 部分偏振光 自然光 偏振态? 自然光 [] []

§5.1 自然光与偏振光 Natural Light and Polarized Light 一、光的偏振性 纵波:波的振动方向与波的传播方向平行;如声波 横波:波的振动方向与波的传播方向相互垂直。 偏振:振动方向对于传播方向的不对称性。 只有横波才有偏振现象。 振动面:电矢量和光的传播方向所构成的平面
§5.1 自然光与偏振光 Natural Light and Polarized Light 一、光的偏振性 纵波:波的振动方向与波的传播方向平行;如声波 横波:波的振动方向与波的传播方向相互垂直。 偏振:振动方向对于传播方向的不对称性。 只有横波才有偏振现象。 振动面:电矢量和光的传播方向所构成的平面

1.线偏振光:光在传播过程中电矢量的振动只限于 某一确定平面内(投影为直线) 光矢量只在 一个固定平 振动面 面内沿单一 方向振动 表示方法:
u E 光矢量只在 一个固定平 面内沿单一 方向振动 E 1. 线偏振光:光在传播过程中电矢量的振动只限于 某一确定平面内(投影为直线) 表示方法:

二.自然光 普通光源(自发辐射产生)一般发射自然光 自发辐射跃迁 波列 E2 E △v=(E2-E)/h 波列长L=c么t 发光时间△t≈108s MMM 独立、不同原子 同一时刻发的光 原子发光:方向不定的振动 瞬息万变的初位相: 独立(同一原子不同 时刻发的光) 此起彼伏的间歇振动
二.自然光 独立(同一原子不同 时刻发的光) 普通光源(自发辐射产生)一般发射自然光 独立、不同原子 同一时刻发的光 · · D = (E2 -E1 ) / h E1 E2 波列 波列长 L = c D t • • 发光时间 Dt 10-8 s 原子发光:方向不定的振动 瞬息万变的初位相; 此起彼伏的间歇振动 自发辐射跃迁

1.在垂直光线的平面内,光矢量沿各方向振动的概 率均等 特点:E没有优势方向 定义:这种大量振幅相同、各种振动方向都有、彼此 没有固定相位关系的光矢量的组合叫非偏振光或自然光
1. 在垂直光线的平面内,光矢量沿各方向振动的概 率均等. 定义:这种大量振幅相同、各种振动方向都有、彼此 没有固定相位关系的光矢量的组合叫非偏振光或自然光。 特点: X Y Z v E 没有优势方向

2.分解:等振幅、振动方向垂直、不相干的线偏振光。 E、 自然光的分解 E、和E、无固定关系:它们是彼此独立的振动: 总光强 1。=A+A=1,+1,=21x=21, →非相干叠加
Ex 和 E y 无固定关系: 它们是彼此独立的振动. 总光强 x y x y x y I A A I I 2I 2I 2 2 0 = + = + = = → 非相干叠加 E y Ex 2. 分解:等振幅、振动方向垂直、不相干的线偏振光。 0 2 1 I I I x = y = 自然光的分解

3.表示方法: +十H++十十2
3.表示方法: z

5.2线偏振光与部分偏振光 线偏振光表示: 振动方向相互垂直的两列光波的叠加 E (z,t)=Aox expilot-(kz+o) 振动垂直 E,(z,t)=Aoy expilot-(kz+o) 」初相相同 E(x,y,z,t)=E±E,Ey =A(x,y)expilot-(kz+o)] 说明: 一个线偏振光+两个振动垂直、初相相同的线偏振光
5.2 线偏振光与部分偏振光 振动方向相互垂直的两列光波的叠加 ( ) [ -( )] = 0 kz +0 E z,t A expi t x x ( ) [ -( )] = 0 kz +0 E z,t A exp i t y y ( , )exp [ ( )] ( , , , ) = − +0 = A x y i t k z E x y z t E e E e x x y y 振动 垂直 初相 相同 说明: 一个线偏振光1 两个振动垂直 、初相相同的线偏振光 线偏振光表示:

(a) (b)

一.由二向色性产生的线偏振光 1.起偏从自然光获得偏振光叫“起偏” ◆二向色性: 有些晶体对不同方向振动的电矢量,具有选 择吸收的性质。如:电气石(晶体) Z电气石
1. 起偏 从自然光获得偏振光叫“起偏” 一. 由二向色性产生的线偏振光 二向色性: 有些晶体对不同方向振动的电矢量,具有选 择吸收的性质。如:电气石(晶体) • • • • • • Z 电气石
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