《大学物理》课程PPT教学课件（二）第15章 光的衍射 diffraction 15.5 光的偏振

屏 检偏器 检偏器 光源 检偏器 光源 两尼科耳棱镜主截面相互平行

§155光的偏振 自然光 线偏振光 起偏器 检偏器

. . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 §15.5 光的偏振

偏振现象 纵波:非偏振 横波:偏振 ∵…∵ 区分二者的标志 (a)纵波 横波 偏振:波振动对传播方向非对称分布 光矢量:电磁波中的电场E量称为光矢量 电磁波是横波,光矢量与光的传播方向始终垂直 光矢量对传播方向均匀对称分布一非偏振

一、偏振现象 偏振： 波振动对传播方向非对称分布 纵波：非偏振 横波：偏振 区分二者的标志 光矢量：电磁波中的电场E分量称为光矢量 电磁波是横波，光矢量与光的传播方向始终垂直 光矢量对传播方向均匀对称分布 — 非偏振

二.光的偏振态: 光矢量的某一确定的振动状态称为光的一种偏振态 尺线(平面)偏振光 光 然光完全偏振光椭圆偏振光 偏振光⑤ 自然光 部分偏振光④圆偏振光 普通光源发光: 每个光波列:横波一偏振 束光:由于光振动方向的随机性,统计结果:各种 取向的光矢量振幅相等

二. 光的偏振态： 光矢量的某一确定的振动状态称为光的一种偏振态 偏振光 自然光 完全偏振光 部分偏振光 线(平面)偏振光 椭圆偏振光 圆偏振光      1.自然光 每个光波列: 横波 — 偏振 一束光: 由于光振动方向的随机性,统计结果:各种 取向的光矢量振幅相等 光 普通光源发光：

正交分解:y 图示方法:用两个特殊方向表示自然光,每一方向光 矢量的强度为总能量的一半 对互相垂直,互相独立,振幅相等的光振动 无固定相位差,非相干叠加

x y z . . . . . . . . . . . . . . 正交分解： 一对互相垂直，互相独立，振幅相等的光振动 无固定相位差,非相干叠加 图示方法：用两个特殊方向表示自然光，每一方向光 矢量的强度为总能量的一半

2.线偏振光 光振动只有一个确定方向(只有一个振动面) 3椭圆偏振光光矢量旋转, 4.圆偏振光 椭圆 其端点轨迹为截面是圆的螺旋线

2. 线偏振光 光振动只有一个确定方向 （只有一个振动面） 3. 椭圆偏振光 4. 圆偏振光 光矢量旋转， 其端点轨迹为截面是 的螺旋线 椭圆 圆 . . . . . . . A  A 

5.部分偏振光 自然光+线偏振光 光振动在某方向上占优势 、起偏方法及规律 获得线偏振光 利用光在两种介质界面上的反射和折射 原理 偏振片 利用光在各向异性介质中的传播 双折射

5.部分偏振光 自然光+线偏振光 光振动在某方向上占优势 . . . . . . . . 三、起偏方法及规律 原理： 利用光在两种介质界面上的反射和折射 利用光在各向异性介质中的传播 偏振片 双折射 获得线偏振光

1.反射和折射起偏 ①一般情况下得部分偏振光 反射光与入射光都是部分偏振光 反射光∥<⊥ 自然光入射 折射光∥少⊥ 反射光:垂直入射面的光振动多于平行于入射 面的光振动 折射光:平行于入射面的光振动多于垂直入射 面的光振动 垂直分量与平行分量比例随变,反射光与折射光的 偏振化程度与入射角有关;

1. 反射和折射起偏  一般情况下得部分偏振光 n1 n2 i ；  i 自然光入射 反射光  ⊥ 垂直分量与平行分量比例随i变,反射光与折射光的 偏振化程度与入射角有关 反射光与入射光都是部分偏振光 反射光：垂直入射面的光振动多于平行于入射 面的光振动 折射光：平行于入射面的光振动多于垂直入射 面的光振动

②当入射角i满足 i=in= arctan时 反射光是光振动垂直 于入射面的线偏振光 反射光为线偏振光(⊥) 折射光仍为部分偏振光∥>⊥) 注意:∥:只折射不反射⊥又反射又折射

n1 n2 i0 i0  折射光仍为部分偏振光(// ⊥) 当入射角i0满足 时 1 2 0 arctan n n i = i = 反射光为线偏振光（⊥） 注意： // :只折射不反射 ⊥:又反射又折射 反射光是光振动垂直 于入射面的线偏振光

io.布儒斯特角(起偏振角) tan lo ny 布儡斯特定律 由tani COSo =sin y sin y nl io t r 元反射线与折射线垂直 2

由 1 0 2 sin sin n i n =  cos sin  1 i 0 = 2 0 tan n n i = 2 0  i +  = 反射线与折射线垂直 i0：布儒斯特角(起偏振角) 1 2 0 tan n n i = 布儒斯特定律 n1 n2 i0 i0 