華基美-大學(xué)物理-波動(dòng)光學(xué)-偏振1

第五章光的偏振(1)(polarizationoflight)1§5.1自然光和偏振光一、偏振光(完全偏振光)

光矢量設(shè)光矢量沿z方向傳播.1.線偏振光2zxy0線偏振光及其表示法光振動(dòng)垂直于紙面振動(dòng)面·面對(duì)光的傳播方向看·····光振動(dòng)垂直板面光振動(dòng)平行板面光矢量（）只在一個(gè)固定平面內(nèi)沿單一方向振動(dòng)的光叫線偏振光（也稱平面偏振光）。光振動(dòng)方向與傳播方向決定的平面稱為振動(dòng)面.

線偏振光的表示法：3線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解:依賴于x,y方向的選取對(duì)線偏振光EEyEx

yx

光的偏振性說明了:光是橫波42.圓偏振光3.橢圓偏振光光矢量在垂直傳播方向的平面內(nèi)，按一定頻率旋轉(zhuǎn)（左旋或右旋）、光矢量的矢端軌跡是個(gè)圓（或橢圓）的光稱圓（或橢圓）偏振光。5規(guī)定：迎著光線看，光矢量順時(shí)針轉(zhuǎn)的稱右旋圓偏振光（或橢圓偏振光）；右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光光矢量逆時(shí)針轉(zhuǎn)的稱左旋圓偏振光（或橢圓偏振光）。6某一時(shí)刻右旋圓偏振光E隨z的變化傳播方向zyxy/27

圓偏振光:Ey領(lǐng)先------右旋Ex領(lǐng)先------左旋兩束振動(dòng)方向相互垂直、位相差、傳播方向一致、且振幅相等的線偏振光疊加，就是圓偏振光。反過來，一束圓偏振光也可以分解為這樣兩束線偏振光。8

橢圓偏振光:橢圓偏振光的強(qiáng)度是這兩束線偏振光強(qiáng)度的非相干疊加。橢圓偏振光是兩束振動(dòng)方向相互垂直、傳播方向一致、位相差恒定的線偏振光疊加而成的。9二、自然光（非偏振光）光源上一個(gè)原子一次發(fā)出的是一個(gè)線偏振光波列，持續(xù)時(shí)間約10-8秒。在10-8秒的時(shí)間內(nèi)大量波列合成的光波可以是偏振的，但是它以完全無規(guī)的方式迅速變化著。各原子是獨(dú)立地、隨機(jī)地發(fā)光的。光矢量的大小、方向、初位相等等也是隨機(jī)的。在我們觀察的時(shí)間t內(nèi),在哪個(gè)方向都不占優(yōu)勢(shì)了，它們對(duì)其傳播方向形成軸對(duì)稱分布。10沒有優(yōu)勢(shì)方向自然光的分解平均說來這種大量的振幅相同、振動(dòng)方向任意、彼此沒有固定相位關(guān)系的光振動(dòng)的組合叫自然光。zxy自然光及其表示法zxy自然光及其表示法11Ex和Ey無固定關(guān)系:它們是彼此獨(dú)立的振動(dòng),總光強(qiáng)——非相干疊加沒有優(yōu)勢(shì)方向自然光的分解12三.部分偏振光彼此無固定相位關(guān)系、振動(dòng)方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振動(dòng)的組合,稱部分偏振光，它介于自然光與線偏振光之間。xyz部分偏振光及其表示法垂直紙面的光振動(dòng)較強(qiáng)在紙面內(nèi)的光振動(dòng)較強(qiáng)部分偏振光的分解

部分偏振光13偏振度描寫部分偏振光的偏振程度的物理量是偏振度:自然光也稱為（完全）非偏振光（P=0）部分偏振光可看作是自然光和完全偏振光的疊加（0＜P＜1）.完全偏振光（P=1）以上就是三種偏振光,五種偏振態(tài).14§5.2起偏和檢偏一、起偏從自然光獲得偏振光叫“起偏”，相應(yīng)的光學(xué)器件叫“起偏器”。起偏的原理:都是利用某種形式的不對(duì)稱性,如物質(zhì)的二向色性，反射和折射，散射，雙折射….偏振片（Polaroid）是由自然光獲得線偏振光的平面片狀器件，用P表示。15偏振片xyzz線柵起偏器入射電磁波·非偏振光線偏振光光軸電氣石晶片··偏振片是以利用晶體的二向色性（對(duì)某一方向的光振動(dòng)有強(qiáng)烈吸收