华中科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二十三章 光的偏振

波动光学 光波的干涉 光波的衍射 光波的偏振 华中科技大学物理系

第五篇 第二十三章光的偏

第二十三章 光的偏振 第五篇

第二十三章光的偏振 §231线偏振光和自然光 §232利用选择吸收获得线偏振光 §233利用反射获得线偏振光 §234晶体的双折射 §235椭圆和圆偏振光 §236偏振光的干涉

第二十三章 光的偏振 §23—1 线偏振光和自然光 §23—2 利用选择吸收获得线偏振光 §23—3 利用反射获得线偏振光 §23—4 晶体的双折射 §23—5 椭圆和圆偏振光 §23—6 偏振光的干涉

光波是横波——一具有偏振的特性。 §231线偏振光和自然光 1.线偏振光(平面或完全偏振光) 在同一波线上E平行振动, 振动面为邓面,这种现象 称偏振。 表示法: 传播方向 传播方向

§23—1 线偏振光和自然光 1. 线偏振光 在同一波线上 平行振动， 振动面为 面，这种现象 称偏振。 E  xy 表示法： 传播方向 传播方向 （平面或完全偏振光） 光波是横波 具有偏振的特性。 y x z E  H  u  1

2.自然光(非偏振光) 光源中许多原子同时跃迁 |传播方向 独立发光,方向各不相同, 但机会均等 自然光可分解为两个垂直 的、振幅相等的独立光振动。 表示法: 3.部分偏振光 表示法: 如何由自然光获得线偏振光? 2

2. 自然光（非偏振光） 传播方向 光源中许多原子同时跃迁 独立发光， 方向各不相同， 但机会均等。 自然光可分解为两个垂直 的、振幅相等的独立光振动。 表示法： 3. 部分偏振光 表示法： 如何由自然光获得线偏振光？ 2

§232利用选择吸收获得线偏振光 偏振片的起偏与检偏作用 偏振化方向M N 演示! M 起偏器检偏器 3

§23—2 利用选择吸收获得线偏振光 M M ' N ' N  演示！ 起偏器 检偏器 1. 偏振片的起偏与检偏作用 偏振化方向 3

2.马吕斯定律 M a M I=lcos a IM 0 COS C oa I=I cos a DA=Ao cosa 马吕斯定律 N′M

2. 马吕斯定律 I 自 M M ' N ' N  0 I I A0 A = A0 cos M M ' N ' N   2 2 0 2 A = A cos  2 0 I = I cos 马吕斯定律  2 0 I = I cos 2 I I0 自 = 4

例1.已知M⊥NNLL以角速度0转动 自然光入射强度为 求:出射光I=?频率=? a= ot 解: 2=l cOS" ot I IM 2 I=12Cos2(90-ot) 自 cos at sin at 2 a(sin 2ot )2=a sin22ot 自 cos(4ot) 8 2 Ⅰ变化圆频率为40m= 4p5

例1. 已知 ' ' MM ⊥NN ' LL 以角速度  转动 自然光入射强度为 I 自 求：出射光 I = ? 频率=？I max = ? 解：  = t 1 I 2 I N ' N M ' 自 M I L ' L I 2 I I1 自 = cos t 2 I I I cos t 2 2 2 1   自 = = ] 2 1 cos( 4 t ) [ 8 I sin 2 t 8 I sin2 t ) 2 1 ( 2 I cos t sin t 2 I I I cos ( 90 t ) 2 2 2 2 2 2       − = = = = − =  自 自 自 自 8 I I max 自 I 变化圆频率为4 = I T t 8 I自 4 0 T 5

§23-3利用反射获得线偏振光 自然光 部分偏振光(⊥叫) 当i+r=90时 反射光为线偏振光, 部分偏振光(>⊥) 光矢量振动垂直入 射面,折射光仍为 自然光 线偏振光 B 部分偏振光。 n,Wll,Mn〃 n,sin (90-iB) n, COsLB 部分偏振光 tgl 8÷ 布儒斯特定律a称起偏角或布儒斯特角 6

i n1 n2 §23—3 利用反射获得线偏振光 自然光 部分偏振光 ⊥  反射光为线偏振光， 部分偏振光（  ⊥ ） 光矢量振动垂直入 射面，折射光仍为 部分偏振光。 当 时，  i B + r = 90 B i n1 n2 r 线偏振光 部分偏振光 自然光 （ ） 2 B 2 B 1 B 2 n cosi n sin(90 i ) n sini n sinr = = − =  1 2 B n n tgi = 布儒斯特定律 i B 称起偏角或布儒斯特角 6

自然光 线偏振光 toLB 例2.求玻璃的起偏角? 设n=Ⅰn2=!5玻璃 部分偏振光 则in=g1 g.5=563 讨论:当光以lB入射时,无反射光, n 你能对入射光作出什么结论? 线偏振光,且E‖入射面。 布儒斯特定律的实质: E分量在i角入射时不反射, 全部透射 若以角i入射,则不论什么光成份都有反射。4P7

1 2 B n n tgi = B i n1 n2 r 线偏振光 部分偏振光 自然光 讨论：当光以 入射时，无反射光， 你能对入射光作出什么结论？ B i 例2. 求玻璃的起偏角？ n1 = 1 − −  = = tg 1.5 = 56.3 n n i tg 1 1 1 2 B n2 = 1.5 玻璃 布儒斯特定律的实质： 线偏振光，且 E 入射面。  E 分量在 角入射时不反射， 全部透射。 B i n1 n2 B i 若以角 i 入射，则不论什么光成份都有反射。 设 则 7