大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章（3-1）自然光、偏振光、马吕斯定律

第一节 自然光、偏振光、马吕斯定律

第－节 自然光、偏振光、马吕斯定律

横波与偏振现象 横波 纵波l xX E对传播方 对传播方 向不对称 机械横波A 若振动方向平行AB 的检验 通 B 若把AB旋900则 不通

一、横波与偏振现象 x u E 对传播方 向不对称 x u 对传播方 向对称 机械横波 的检验 若振动方向平行AB 通 若把AB旋900 则 不通 横波 纵波 A B

只有横浪有偏振现象而纵浪无偏振问题 如何检验光的横浪性呢? 偏振片 光矢量对传播方向的偏振 性在与物质的作用过程 大分子物质 中一定有所反映 对振动方向反映 首先--用偏振片检验 出吸收系数不同 通光方向∥通 通光方向或 ⊥不通 偏振化方向 演示两个偏振片

只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题 如何检验光的横波性呢？ 光矢量对传播方向的偏振 性 在与物质的作用过程 中 一定有所反映 首先---用偏振片检验 通光方向 P 通 不通 偏振片 大分子物质 对振动方向反映 出吸收系数不同 通光方向或 偏振化方向 演示 两个偏振片

形象说明偏 振片的原理 通光方向 腰横别扁担进不了城门

形象说明偏 振片的原理 通光方向 腰横别扁担进不了城门

光源的偏振状态 1.线偏振光(平面偏振光) 面对光的传播方向观察 线偏振光的表示法 (光振动平行板面) (光振动垂直板面) 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 E=Ecosa E=Sina

1. 线偏振光 (平面偏振光) 面对光的传播方向观察 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 Ex = Ecosα (光振动平行板面) (光振动垂直板面) 线偏振光的表示法 • • • • • • Ey = Esinα Ex Ey E  α 二、光源的偏振状态

一个原子一次发光一定是偏振光 如何得到可实用的线偏振光呢? 特殊光源--如外腔式激光器 更多的途径是从普通光源中获取 普通光源的偏振态 通常是自然光和部分偏振光

• 一个原子一次发光一定是偏振光 • 如何得到可实用的线偏振光呢? 特殊光源－－如外腔式激光器 更多的途径是从普通光源中获取 • 普通光源的偏振态 通常是自然光和部分偏振光

2.自然光 自然光可用两个相互独立、没有 固定相位关系、等振幅且振动方 向相互垂直的线偏振光表示。 面对光的传播方向观察 E=E=l+l 自然光的表示法 3.部分偏振光 部分偏振光可用两个相互独立、没 有固定相位关系、不等振幅且振动 方向相互垂直的线偏振光表示 部分偏振光 部分偏振光的分解

2. 自然光 面对光的传播方向观察 自然光可用两个相互独立、没有 固定相位关系、等振幅且振动方 向相互垂直的线偏振光表示。 Ex = Ey x y I = I + I 自然光的表示法 • • • 3. 部分偏振光 部分偏振光 部分偏振光的分解 部分偏振光可用两个相互独立、没 有固定相位关系、不等振幅且振动 方向相互垂直的线偏振光表示

部分偏振光的表示法 ·H→什 平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强 4.偏振度 部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合,设部分偏振 光的强度为1,其中自然光强度为n,线偏振光的强度为n, 则有 12=1n+1 线偏振光 偏振度D= 0<p<1部分偏振光 D=0 自然光

部分偏振光的表示法 平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强 • • • • • • • 4. 偏振度 部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合,设部分偏振 光的强度为Ii ,其中自然光强度为In ，线偏振光的强度为Ip , 则有 p n p t p I I I I I p + = = p = 0 p =1 0  p 1 线偏振光 部分偏振光 自然光 偏振度 i n p I = I + I

例一束部分偏振光,当它通过一偏振片时,发现光强取决于偏 振片的取向可以变化5倍。 求此光的偏振度。 解=n+1,依题意得 +I=5(-1 2

一束部分偏振光,当它通过一偏振片时,发现光强取决于偏 振片的取向可以变化5 倍。 例 解 t n p I = I + I 依题意得 ) 2 1 5( 2 1 n p n I + I = I 3 2 = + = = p n p t p I I I I I p p n I = 2I 求 此光的偏振度

从实用的角度必须解决两大问题 第一如何判别光源第二如何从普通光 的偏振态 源中取得偏振光 偏振光的检验三个基本途径 原理 二向色性 布儡斯特定律 双折射

第一 如何判别光源 的偏振态 偏振光的检验 三个基本途径 原理： 二向色性 布儒斯特定律 双折射 第二 如何从普通光 源中取得偏振光 从实用的角度 必须解决两大问题