光的偏振（課堂PPT）

1、 2010 LB BeijingShiyi2010/5/202011/3/30選修選修3-4 第十三章第十三章 光學(xué)光學(xué)光的偏振光的偏振2電磁波的產(chǎn)生電磁波的產(chǎn)生cEB電磁波電磁波是是橫波橫波 3演示演示:橫波的偏振現(xiàn)象橫波的偏振現(xiàn)象4通光方向通光方向只有橫波才有偏振現(xiàn)象只有橫波才有偏振現(xiàn)象. 光波是橫波光波是橫波.偏振性偏振性研究光的振動方向的特性即光的偏振性研究光的振動方向的特性即光的偏振性.振動面振動面振動面振動面5自然光：自然光：各種振動面的光出現(xiàn)的機會相等各種振動面的光出現(xiàn)的機會相等,沿同一振沿同一振動面的原子光波列的強度與振動面方向無關(guān)動面的原子光波列的強度與振動面方向無關(guān),稱這種

2、光為自然光稱這種光為自然光. 原子發(fā)光是隨機的原子發(fā)光是隨機的,在普通光源中不同在普通光源中不同原子發(fā)出的光波列原子發(fā)出的光波列,它們的它們的頻率、初相位、頻率、初相位、振動面、傳播方向振動面、傳播方向及及波列長度波列長度都可能不同都可能不同. . . . . . .引起人視覺的只有引起人視覺的只有 E E 矢量矢量( (光矢量光矢量) )6線偏振光線偏振光(完全偏振光完全偏振光)面對光的傳播方向看面對光的傳播方向看 如果光在傳播過程中如果光在傳播過程中,只存在某一確定方向的振只存在某一確定方向的振動動,這種光稱為線偏振光或完全偏振光這種光稱為線偏振光或完全偏振光,簡稱偏振光。簡稱偏振光。E播

3、播傳傳方方向向振振動動面面. . . . . . . . .光矢量光矢量E與屏平面垂直與屏平面垂直光矢量光矢量E在屏平面內(nèi)在屏平面內(nèi)7部分偏振光部分偏振光部分偏振光的表示法：部分偏振光的表示法： 垂直于平面的光振動較強垂直于平面的光振動較強 平行于平面的光振動較強平行于平面的光振動較強 如果光既不是自然光如果光既不是自然光, ,也不是完全偏振也不是完全偏振光光, ,而是某一方向的振動較另一正交方向而是某一方向的振動較另一正交方向的振動占優(yōu)勢的振動占優(yōu)勢, ,這種光稱為部分偏振光這種光稱為部分偏振光. .81. 起偏和檢偏起偏和檢偏2. 偏振片偏振片偏振片的起偏和檢偏偏振片的起偏和檢偏 如利用某

4、些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動如利用某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動,而而讓與這個方向垂直的光振動通過的性質(zhì)讓與這個方向垂直的光振動通過的性質(zhì)(二向色性二向色性)制成起偏器制成起偏器.檢偏檢偏:檢驗偏振光檢驗偏振光,起偏器也就是檢偏器起偏器也就是檢偏器.起偏原理起偏原理:利用某種光學(xué)的不對稱性利用某種光學(xué)的不對稱性.起偏器起偏器: 起偏的光學(xué)器件起偏的光學(xué)器件.起偏：將自然光轉(zhuǎn)變成偏振光的過程。起偏：將自然光轉(zhuǎn)變成偏振光的過程。9偏振片介紹偏振片介紹 在光學(xué)中，某些物質(zhì)能有選擇的吸收某一個方向的在光學(xué)中，某些物質(zhì)能有選擇的吸收某一個方向的光振動，而只允許某個特定方向的光振動通過，物質(zhì)光振動，而只允

5、許某個特定方向的光振動通過，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱為的這種性質(zhì)稱為二向色性二向色性。自然光通過這種介質(zhì)，就。自然光通過這種介質(zhì)，就能去掉自然光中某一方向的光振動而形成偏振光。能去掉自然光中某一方向的光振動而形成偏振光。 二向色性的有機晶體，如硫酸碘奎寧、電氣石或二向色性的有機晶體，如硫酸碘奎寧、電氣石或聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高溫下拉伸、烘聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高溫下拉伸、烘干，然后粘在兩個玻璃片之間就形成了偏振片。它有干，然后粘在兩個玻璃片之間就形成了偏振片。它有一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。 偏振片有一個特定的方向，只讓

6、平行與偏振片有一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。我們把該方向的振動通過。我們把允許特定光振允許特定光振動通過的方向稱為振化方向動通過的方向稱為振化方向10觀察思考觀察思考讓陽光或燈光通過偏振片讓陽光或燈光通過偏振片P,在在P的另一側(cè)觀察的另一側(cè)觀察.1.以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片偏振片P,透射光的強度是否透射光的強度是否發(fā)生變化發(fā)生變化?2.在偏振片在偏振片P的后面再放置另的后面再放置另一個偏振片一個偏振片Q,以光的傳播方以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片Q,通過兩通過兩塊偏振片的透射光的強度怎塊偏振片的透射光的強度怎樣變化樣變化?P-起偏器起偏器Q

7、-檢偏器檢偏器11偏振光的獲取偏振光的獲取12檢偏檢偏: :檢測偏振光的過程檢測偏振光的過程1P1P2P0I1I2I當當 P1 / P2 時，時，0透射光最強。透射光最強。當當 P1 P2 時，時，2透射光為透射光為0。0121II偏振光：偏振光：偏振片偏振片P2旋轉(zhuǎn)一周時，光強度經(jīng)歷兩次最明、旋轉(zhuǎn)一周時，光強度經(jīng)歷兩次最明、兩次最暗的變化。兩次最暗的變化。自然光：自然光：偏振片偏振片P2旋轉(zhuǎn)一周時，光強度并不發(fā)生變化。旋轉(zhuǎn)一周時，光強度并不發(fā)生變化。自然光通過偏振片后所獲得的線偏振光的自然光通過偏振片后所獲得的線偏振光的光強是自然光光強的一半光強是自然光光強的一半。13幾個結(jié)論幾個結(jié)論1.偏

8、振光偏振光:在垂直于傳播方向的平面上在垂直于傳播方向的平面上,只沿只沿一個特定的方向振動一個特定的方向振動.2.光是一種橫波光是一種橫波.3.太陽光是自然光太陽光是自然光(光振動沿各方向均勻分光振動沿各方向均勻分布布).4.自然光在介質(zhì)表面反射時自然光在介質(zhì)表面反射時,反射光和折射反射光和折射光都是偏振光光都是偏振光.14例例1.兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過的前面以致沒有光通過.如果將其中的一片旋如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)180度，在旋轉(zhuǎn)過程中度，在旋轉(zhuǎn)過程中,將會產(chǎn)生下述的哪一將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象種現(xiàn)象( )A.透過偏振片的光強先增強透過偏振片的光強先增強,然后又減少到零然后又減少到零B.透過偏振片的光強光增強透過偏振片的光強光增強,然后減少到非零然后減少到非零的最小值的最小值C.透過偏振片的光強在整個過程中都增強透過偏振片的光強在整個過程中都增強D.