广东工业大学：《大学物理》课程教学资源（课件讲稿）第四篇 波动光学 第10章 光的偏振（自然光和偏振光、起偏和检偏、马吕斯定律、反射和折射时光的偏振）

国廉本上黄大皇 第10章光的偏振 大雪物理A教素 第四篇 波动光学 第10章 光的偏振

第10章 光的偏振 大学物理A教案 第四篇 波动光学 第10章 光的偏振

)度本2*大净 第10章光的偏振 大雪物理A教素 ong Univereity of T 光偏振(1) 主要内容： ⊙自然光和偏振光 ⊙起偏和检偏马吕斯定律 ⊙反射和折射时光的偏振

第10章 光的偏振 大学物理A教案 光偏振(1) 主要内容： 自然光和偏振光 起偏和检偏 马吕斯定律 反射和折射时光的偏振

(单亲本2*大皇 第10章光的偏振 大雪物撑A教素 §10.1自然光和偏振光 光是电磁波，包含E和万。 起光作用的是电场强度矢量，称E为光矢量light vector)。 光矢量的振动方向与光的传播方向垂直，这一特征称为光的偏振 横波有偏振(polarization)现象 纵波无偏振问题。 通光方向

第10章 光的偏振 大学物理A教案 §10 1. 自然光和偏振光 自然光和偏振光 光是电磁波, 包含 和E 。  H 光矢量的振动方向与光的传播方向垂直，这一特征称为光的偏振 起光作用的是电场强度矢量，称 为E 光矢量(light vector) 。  横波有偏振(polarization)现象 纵波无偏振问题。 纵波无偏振问题。 通光方向

国桑本2黄大皇 第10章 光的偏振 大雪物理A最素 1、自然光 由于原子发光的独立性与随机性，普通光源所发的光，光矢 量振幅沿各个方向均等。称为自然光(natural light) 各个方向的光振动无固定的相位关系

第10章 光的偏振 大学物理A教案 1、自然光 由于原子发光的独立性与随机性，普通光源所发的光，光矢 量振幅沿各个方向均等。 称为自然光( t l li ht) (natural light) 各个方向的光振动无固定的相位关系

廉本2黄大净 第10章光的偏振 大雪物理A教素 自然光的平 传播方向 面表示法 2、偏振光 1)线偏振光linearly polarized light)（完全偏振光) 一只含某一方向的光振动。 偏振光的振动方向与光的传播方向构成的平面称为振动面

第10章 光的偏振 大学物理A教案 自然光的平 传播方向 面表示法 2、偏振光 1）线偏振光(linearly polarized light) （完全偏振光） —— 只含某一方向的光振动。 偏振光的振动方向与光的传播方向构成的平面称为振动面

(但度本2*大皇 第10章光的偏振 大雪物撑A教素 2)部分偏振光(partial polarized light) 一个方向的光振动较另一个与之垂直方向的光振动占优。 十十一 平行纸面的光振动占优 垂直纸面的光振动占优 3)椭圆偏振光和圆偏振光 这种偏振光的光矢量在沿光的传播方向前进的同时，还绕 传播方向匀速旋转。 如果光矢量的大小不断改变，使光矢量的末端在垂直传播方 向的平面上描绘出一个椭圆，这种偏振光就叫椭圆偏振光： 如果光矢量的大小保持不变，使其末端在垂直传播方向的平面 上描绘出一个圆，这种偏振光就叫圆偏振光。根据光矢量旋 转方向的不同，还分左旋光和右旋光

第10章 光的偏振 大学物理A教案 2）部分偏振光(partial polarized light) (partial polarized light) 一个方向的光振动较另一个与之垂直方向的光振动占优。 平行纸面的光振动占优 垂直纸面的光振动占优 3）椭圆偏振光和圆偏振光 这种偏振光的光矢量在沿光的传播方向前进的同时, 还绕 传播方向匀速旋转。 如果光矢量的大小不断改变，使光矢量的末端在垂直传播方 向的平面上描绘出一个椭圆 这种偏振光就叫 向的平面上描绘出一个椭圆，这种偏振光就叫椭圆偏振光； 如果光矢量的大小保持不变，使其末端在垂直传播方向的平面 上描绘出 个圆，这种偏振光就叫 一个圆，这种偏振光就叫圆偏振光。根据光矢量旋 转方向的不同，还分左旋光和右旋光

国廉本上黄大皇 第10章 光的偏振 大香物理A教素 §10.2起偏检偏马吕斯定律 1、起偏与检偏 把自然光变成线偏振光的过程叫起偏。所用的光学元件称为 起偏器。 检验某光是否线偏振光的过程叫检偏。所用的光学元件称为 检偏器。 某些物质对不同方向的光振动有选择吸收的性质（也叫二 向色性)，如天然的电气石晶体，硫酸碘奎宁晶体等，它们能 吸收某方向的光振动能量，而仅让与此方向垂直的光振动能量 通过。将硫酸碘奎宁晶粒蒸镀于透明薄片上并使晶粒定向排列， 这样便制成了人造偏振片(polaroid)。偏振片容许通过的光振 动方向称为偏振片的偏振化方包(polarizing direction)。 同一偏振片既可用作起偏振器，也可用作检偏振器

第10章 光的偏振 大学物理A教案 §10 2. 起偏 检偏 马吕斯定律 1、起偏与检偏 把自然光变成线偏振光的过程叫起偏。所用的光学元件称为 起偏器。 检验某光是否线偏振光的过程叫检偏。所用的光学元件称为 检偏器。 某些物质对不同方向的光振动有选择吸收的性质（也叫二 向色性），如天然的电气石晶体，硫酸碘奎宁晶体等，它们能 吸收某方向的光振动能量，而仅让与此方向垂直的光振动能量 通过。将硫酸碘奎宁晶粒蒸镀于透明薄片上并使晶粒定向排列， 这样便制成了人造偏振片(polaroid) 。偏振片容许通过的光振 偏振片容许通过的光振 动方向称为偏振片的偏振化方向(polarizing direction) 。 同一偏振片既可用作起偏振器，也可用作检偏振器

盟亲本2黄大￥ 第10章光的偏振 大雪物理A教素 偏振化方向> 起偏 自然光10 ++++++ 偏振光 偏振光 图中P用作起偏振器，P,用作检偏振器 问题： 某光可能是自然光，线偏振光，部分偏振光，如何检 验？

第10章 光的偏振 大学物理A教案 偏振化方向 起偏 自然光I0 P1 P2 2 0 I 偏振光 偏振光 图中P1用作起偏振器，P2用作检偏振器。 问题：某光可能是自然光，线偏振光，部分偏振光，如何检 验？

(但亲本2*大皇 第10章光的偏振 大雪物撑A教素 (1)自然光强1。 通过起偏振器后成为线偏 振光，光强为原来的一半 1=0 2 旋转起偏器，屏幕上光强不变 检偏器 (2)线偏振光强1 通过检偏器后仍为线偏振 光，其光强为 I=I cos'a 旋转检偏器一周，透射光光 检偏器 光源 强出现两次最强，两次消光

第10章 光的偏振 大学物理A教案 (1) 自然光强 I0 通过起偏振器后成为线偏 振光 光强为原来的 振光，光强为原来的 半一 。 2 0 I I  旋转起偏器，屏幕上光强不变。 2 (2) 线偏振光强 I0 通过检偏器后仍为线偏振 光，其光强为 2 I  I0 cos  旋转检偏器一周，透射光光 强出现两次最强，两次消光

国桑水2黄大等 第10章 光的偏振 大雪物理A款素 (3)部分偏振光 通过检偏振后为线偏振光。 旋转检偏器一周，出现两次 极大和两次极小，不出现消 光现象。 检偏器 2、马吕斯定律Malus law) 光强为I的线偏振光，透过 偏振片后，透射光强度为： I=I cos'a

第10章 光的偏振 大学物理A教案 (3) 部分偏振光 通过检偏振后为 通过检偏振后为线偏振光。 旋转检偏器一周，出现两次 极大和两次极小，不出现消 光现象。 2、马吕斯定律(Malus law) (Malus law) A0 A  1 A2 光强为I 的线偏振光 透过 I0 I 光强为I0的线偏振光，透过 偏振片后，透射光强度为： 2 0 I  I cos