波動光學(xué)偏振教程文件

波動光學(xué)偏振馬呂斯定律光強為I0的線偏振光，透過偏振片后，透射強度為：I0I證明：起偏自然光偏振光檢偏偏振光偏振光檢偏無出射光檢偏設(shè)檢偏器的偏振化方向與起檢偏器的偏振化方向之間的夾角為光強I0光強I0/2光強I0/2時：時：起偏自然光偏振光光強I0光強I0/2光強<I0/2時：起偏自然光偏振光光強I0光強I0/2例有兩個偏振片,一個用作起偏器,一個用作檢偏器.當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時,一束單色自然光穿過它們,出射光強為;當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為時,另一束單色自然光穿過它們,出射光強為,且.求兩束單色自然光的強度之比.解設(shè)兩束單色自然光的強度分別為和.經(jīng)過起偏器后光強分別為和.經(jīng)過檢偏器后反射光中垂直入射面振動占優(yōu)折射光中平行入射面振動占優(yōu)布儒斯特定律入射角滿足時反射光是線偏振光，振動垂直入射面布儒斯特角起偏角由折射定律用玻璃片堆起偏三、反射和折射起偏布儒斯特定律討論討論下列光線的反射和折射（起偏角）.在拍攝玻璃窗內(nèi)的物體時，加偏振片可去掉反射光的干擾。（C）用偏光鏡消除了反射偏振光,使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見（A）玻璃門表面的反光很強（B）用偏光鏡減弱了反射偏振光四、雙折射現(xiàn)象1.雙折射晶體入射光o光e光o光服從折射定律，尋常光，e光不服從折射定律，非常光，二者均為線偏振光方解石晶體（CaCO3）o光折射線一定在入射面內(nèi)e光折射線不一定在入射面內(nèi)方解石轉(zhuǎn)動方解石eO光光固定屏幕光軸晶體內(nèi)的一個特殊方向，在此方向上不發(fā)生雙折射光軸在晶體內(nèi)光軸是一個方向分類：雙軸晶體單軸晶體方解石（冰洲石）石英紅寶石云母藍寶石硫磺方解石晶體光軸方向磨光，可得到與光軸垂直的表面主截面光軸與晶體表面的法線構(gòu)成的平面主平面晶體中光線與光軸方向構(gòu)成的平面振動方向垂直o光主平面振動方向平行e光主平面一組相互平行的平面振動方向垂直光軸o光e光服從折射定律線偏振光不服從折射定律線偏振光振動方向與光軸夾角及傳播有關(guān)光軸方解石e光o光o光主平面與e光主平面并不一定重合當(dāng)入射面與某個主截面重合時，o光主平面、e

光主平面都在主截面內(nèi)，o光和e光振動方向嚴(yán)格垂直2.惠更斯原理對雙折射的描述o光、e光的波陣面e光：傳播速度與方向有關(guān)o光：各方向的傳播速度相等正晶體光軸負(fù)晶體如：石英、冰如：方解石、紅寶石光軸垂直光軸方向上，e光與o光速度差別最大光的傳播速度取決于光矢量振動方向與晶體光軸的夾角沿光軸方向上，e光與o光速度相等惠更斯作圖法(負(fù)晶體為例)

光軸

界面，自然光正入射光軸自然光o光e光e光的速度等于o光速度光軸

界面，自然光正入射光軸自然光o光e光e光的速度大于o

光速度光軸

界面，自然光斜入射光軸o光e光晶體光軸o光e光光軸與界面斜交，自然光正入射波射線

3.尼克耳棱鏡自然光e光O光光軸將天然的方解石晶體按一定的要求加工成兩塊直角棱鏡，然后再用特種樹膠把它們粘合起來制成一塊斜長方形的光學(xué)棱鏡。尼科耳棱鏡可用于起偏和檢偏

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=0yx仍為線偏振光橢圓偏振光右旋左旋偏振方向垂直、頻率相同、相位差恒定的線偏振光的合成合成軌道是圓——稱為圓偏振光(特殊的橢圓偏振光)五、橢圓偏振光和圓偏振光波片1.橢圓偏振光和圓偏振光

2.晶體波片晶體薄片，光軸平行于薄片表面光線正入射兩束光出現(xiàn)固定的相位差—相干光線偏振光橢圓偏振光橢圓偏振光線偏振光光軸線偏振光橢圓偏振光光偏振狀態(tài)的檢驗第一步：用偏振片線偏振光，自然光，圓偏振光，部分偏振光，橢圓偏振光偏振片(轉(zhuǎn)動)線偏振光

I變、有消光圓偏振光自然光I不變部分偏振光

I變、無消光橢圓偏振光第二步：再用1/4波片+偏振片四分之一波片偏振片(轉(zhuǎn)動)自然光圓偏振光自然光I不變線偏振光有消光橢圓偏振光線偏振光*有消光部分偏振光部分偏振光I變無消光六、偏振光的干涉1.典型裝置甲區(qū)：線偏振光，振幅A1，光強乙區(qū)：光軸方向o光e光線偏振光單色自然光I0光軸甲區(qū)丙區(qū)乙區(qū)丙區(qū)：與晶體種類、波長、波片厚度有關(guān)單色自然光I0光軸甲區(qū)丙區(qū)乙區(qū)若P1與P2平行無附加相位差

1.光彈性效應(yīng)

某些非晶體物質(zhì)，在力的作用下發(fā)生形變時，將失去非晶體的各向同性的特征而具有晶體的性質(zhì)，從而也能呈現(xiàn)出雙折射現(xiàn)象。七、人為雙折射a)克爾效