中国科学技术大学：《光学与原子物理》课程授课教案（光学）第五章 光的电磁性

第五章 光的电磁性 5.1光的横波性 5.2偏振光的产生 5.3光的双折射 5.4晶体光学元件 5.5椭偏光的获得与检验 5.6平行偏振光的千涉 5.7人为双折射 5.8旋光效应 5.9吸收、色散和散射

第五章 光的电磁性 5.1 光的横波性 5.2 偏振光的产生 5.3 光的双折射 5.4 晶体光学元件 5.5 椭偏光的获得与检验 5.6 平行偏振光的干涉 5.7 人为双折射 5.8 旋光效应 5.9 吸收、色散和散射

5.1、光的横波性 ·光波是特定波段的电磁波，光矢量的振动方向与光波 传播方向垂直，因而是横波。 1/ 振动面 。横波具有偏振特性。偏振：振动方向相对于传播方向 的不对称性

5.1、光的横波性

NaR3Al[SiO18][BO3]3(OH,F)4 电气石晶体 ·通过二向色性晶体的光 ·双散射的光 测不到光强 散射体1 散射光 散射体2 测不到光强 入射光

• 通过二向色性晶体的光 • 双散射的光 电气石晶体 NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4 散射体1 散射体2 入射光 散射光 测不到光强 测不到光强

。光的五种偏振态 非偏振光 线偏振光 完全偏振光 圆偏振光 偏振光 椭圆偏振光 部分偏振光 。根据振动面内光矢量振动方向相对光传播方向是否有 对称性可以将光波分为非偏振光和偏振光。 ·具有不对称性的偏振光又可分为完全偏振光和部分偏 振光

。完全偏振光：包括线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光 ·线偏振光：传播方向上各点光夫量在确定平面内， 则xy平面内光矢量端，点轨迹为直线，称为线偏振光。 2

。线偏振光的解析表示 () >x 6=0 6=π 在观测时间内，日不变。 E0=Ec0s0r 了 Ex(t)=Ax cos ot E(t)=Ay cos(Ot+δ〉 若δ=0，线偏振于位于一、三象限；若δ=士π，线偏 振于二、四象限

。传播方向相同、振动方向互相垂直、相位差恒定的线 偏振光的叠加可以合成圆偏振光和椭圆偏振光。 振动面内光矢量的端，点轨迹分别为圆和椭圆

Ex =Ax cos(ot-kz) E,=Aycos(t-kz+δ) 主 A 原P+经P-2经原)co6=m26是-椭园

圆偏光 正椭偏光 斜椭偏光 y y y X Ex =Acos @t 与圆偏光区别在 与正椭偏光区别 Ey=Acos(01士) 于振幅不等。 在于δ≠士罗 等振幅，相位差 Ex =Ax cos @t 8=+(-2 Ex=Axcos @t lE,=Ay cos(ot+δ) E=Aycos(Ot士) δ≠0，±5，元 右（左）旋 一金

可见，线偏、圆偏、正椭偏、斜椭偏可用统一的参数方程给出。 究竟是什么偏振态，主要取决于δ。 60 62π/4 6Lπ/2 623π/4 6元 6-π δ=3π/4 6=1π/2 6=-π/4 6⊥0