《大学物理》课程PPT教学课件：第十七章 波动光学（17.12）光的偏振 马吕斯定律

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 光的波动性 光的干涉、衍射 光波是横波匚光的偏振 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 光的波动性 光的干涉、衍射. 光波是横波 光的偏振 . 机械横波与纵波的区别 机 械 波 穿 过 狭 缝

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 自然光偏振光 自然光:一般光源发出的光中,包含着各个方 向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等(轴 对称)这样的光叫自然光 自然光以两互相垂直的互 为独立的(无确定的相位关 系)振幅相等的光振动表示 并各具有一半的振动能量 E 注意 二互相垂直方向是任选的 符号表示 各光矢量间无固定的相位关系

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 一 自然光 偏振光 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方 向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴 对称）这样的光叫自然光 . 自然光以两互相垂直的互 为独立的 （无确定的相位关 系）振幅相等的光振动表示 , 并各具有一半的振动能量 . 符号表示 v  E  注意 各光矢量间无固定的相位关系 . 二互相垂直方向是任选的

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 ◆偏振光(线偏振光) 光振动只沿某一固定方向的光 符号表示 E Wy W7 振动面 ◆部分偏振光:某一方向的光振动比与之垂直方 向上的光振动占优势的光为部分偏振光. 符号表示

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 偏振光（线偏振光） 符号表示 部分偏振光 ：某一方向的光振动比与之垂直方 向上的光振动占优势的光为部分偏振光 . 符号表示 光振动只沿某一固定方向的光 . 振动面 v  E 

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 偏振片起偏与检偏 ◆二向色性:某些物质能吸收某一方向的光振 动,而只让与这个方向垂直的光振动通过,这种性质 称二向色性 偏振片:涂有二向色性材料的透明薄片 ◆偏振化方向:当自然光照射在偏振片上时, 它只让某一特定方向的光通过,这个方向叫此偏振 片的偏振化方向 偏/→++4-,++++2 起 起偏器 偏振化方向

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 起 偏 二 偏振片 起偏与检偏 二向色性 : 某些物质能吸收某一方向的光振 动 , 而只让与这个方向垂直的光振动通过, 这种性质 称二向色性 . 偏振片 ： 涂有二向色性材料的透明薄片 . 偏振化方向 ： 当自然光照射在偏振片上时， 它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振 片的偏振化方向 . 0 2 1 I 偏振化方向 0 I 起偏器

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 检偏 →++++H+ 起偏器 检偏器 起偏器 检偏器

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 检偏器 检 偏 起偏器

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 马吕斯定律(1880年) N 0 起偏器 E 0 检偏器 e=E coSa E 0 220 IE ea 马吕斯定律强度为l0的偏振 光通过检偏振器后,出射光的强度为 cos a

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学  N M 三 马吕斯定律（1880 年） E E0 E = E0 cos 2 0 2 0 E E I I = 起偏器 检偏器 0 I E I E0 N M  2 0 I = I cos 马吕斯定律 强度为 的偏振 光通过检偏振器后, 出射光的强度为 0 I

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 例1有两个偏振片,个用作起偏器,一个用作检 偏器.当它们偏振化方向间的夹角为30°时,一束单色 自然光穿过它们,出射光强为/1;当它们偏振化方向间 的夹角为60°时,另一束单色自然光穿过它们,出射光 强为2,且1=12.求两束单色自然光的强度之比 解设两束单色自然光的强度分别为10和20 经过起偏器后光强分别为 10 20 和 2 经过检偏器后 cos 30 120 cos260° cos230°1 20cos2603

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检 偏器. 当它们偏振化方向间的夹角为 时 , 一束单色 自然光穿过它们, 出射光强为 ; 当它们偏振化方向间 的夹角为 时, 另一束单色自然光穿过它们 , 出射光 强为 , 且 . 求两束单色自然光的强度之比 .  30  60 1 I 2 I 1 2 I = I 10 I 20 解 设两束单色自然光的强度分别为 和 I . 经过起偏器后光强分别为 和 . 2 20 I 2 10 I 经过检偏器后  cos 30 2 10 2 1 I I =  cos 60 2 20 2 2 I I = 3 1 cos 6 0 cos 3 0 2 2 20 10 1 = 2  = =    I I I I

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 讨论」在两块正交偏振片P,P3之间插入另一块偏 振片p2,光强为的自然光垂直入射于偏振片p1, 讨论转动p2透过P的光强与转角的关系 p p 2 ++++44 p p 1,/p2 4+-+-+-+ cos C cos l 0

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学  2 2 1 I = I cos 3 I 0 p1 p 0 I 1 I 3 p1 p2 I 2 p 3 I 2 p  3 p 1 p 1 0 2 1 I = I  0 2 cos 2 I = 在两块正交偏振片 之间插入另一块偏 振片 ，光强为 的自然光垂直入射于偏振片 ， 讨论转动 透过 的光强 I 与转角的关系 . 1 p3 p , 2 p 2 p 3 p 0 I 1 p 讨论

17-12光的偏振性马吕斯定律第十七章波动光学 p2 cos a 2=l cos p3/3= a=Io cos asin*a 13=olo sin* 2a 若O在0~2x间变化,/如何变化? T a=0.-兀 3=0a 22 444

17 - 12 光的偏振性 马吕斯定律 第十七章 波动光学 ) 2 π cos ( 2  I 3 = I 2 − 0 2 2 cos 2 I I =    2 2 0 2 3 2 cos sin 2 1 I = I sin = I sin 2 8 1 2 3 0 I = I 若  在 0 ~ 2π 间变化， I 3 如何变化？ , 0 2 3π ,π , 2 π 0,  = I 3 = 8 , 4 7π , 4 5π , 4 3π , 4 π 0 3 I  = I = 0 I 1 I 3 p1 p2 I 2 p 3 I 2 p  3 p 1 p