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1、物理波动光学光的偏振第1页，共30页，编辑于2022年，星期日光是一种电磁波（横波）。电矢量光是一种电磁波（横波）。电矢量 与磁矢量与磁矢量 相相互垂直，它们分别又与电磁波的传播方向垂直。互垂直，它们分别又与电磁波的传播方向垂直。光振动：光振动：电磁波的电磁波的 振动。振动。光矢量：光矢量：电磁波的电磁波的 矢量。矢量。第2页，共30页，编辑于2022年，星期日符号表示符号表示一自然光一自然光 偏振光偏振光 自然光自然光：一般光源发出的光，包含各个方：一般光源发出的光，包含各个方向的光矢量向的光矢量,在所有可在所有可能的方向上的振幅都相等能的方向上的振幅都相等.注意注意 各光矢量间无固定的相位
2、各光矢量间无固定的相位关系关系.二互相垂直方二互相垂直方向是任选的向是任选的.第3页，共30页，编辑于2022年，星期日振动面振动面 线偏振光线偏振光符号表示符号表示光振动只沿某一固定方向的光光振动只沿某一固定方向的光.部分偏振光部分偏振光：某一方向的光振动比与之垂直：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光方向上的光振动占优势的光为部分偏振光.符号表示符号表示第4页，共30页，编辑于2022年，星期日二偏振片二偏振片 起偏与检偏起偏与检偏 二向色性二向色性:某些物质能吸收某一方向的光振某些物质能吸收某一方向的光振动动,而只让与这个方向垂直的光振动通过而只让与这个方向垂直
3、的光振动通过,这这种性质称二向色性种性质称二向色性.偏振片偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片：涂有二向色性材料的透明薄片.第5页，共30页，编辑于2022年，星期日 起起 偏偏 偏振化方向偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定振动方向的光通过，这个方向叫它只让某一特定振动方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向此偏振片的偏振化方向(透光轴透光轴).偏振化方向偏振化方向起偏器起偏器第6页，共30页，编辑于2022年，星期日检偏器检偏器 检检 偏偏起偏器起偏器第7页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光
4、偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第8页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第9页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第10页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第11页，共30页，编
5、辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第12页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化第13页，共30页，编辑于2022年，星期日.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零光强为零第14页，共30页，编辑于2022年，
6、星期日NM三马吕斯定律三马吕斯定律（1808 年）年）检偏器检偏器起偏器起偏器NM 马吕斯定律马吕斯定律第15页，共30页，编辑于2022年，星期日 例例 有两个偏振片有两个偏振片,一个用作起偏器一个用作起偏器,一个用一个用作检偏器当它们偏振化方向间的夹角为作检偏器当它们偏振化方向间的夹角为 时时,一束单色自然光穿过它们一束单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ；当它们偏振化方向间的夹角为当它们偏振化方向间的夹角为 时，另一时，另一束单色自然光穿过它们束单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ,且且 .求两束单色自然光的强度之比求两束单色自然光的强度之比.第16页，共30页，编辑于202
7、2年，星期日 解解 设两束单色自然光的强度分别为设两束单色自然光的强度分别为I10 和和 I20.经过起偏器后光强分别为经过起偏器后光强分别为 和和经过检偏器后经过检偏器后第17页，共30页，编辑于2022年，星期日 入射面入射面 入射光线和法线入射光线和法线所成的平面所成的平面.反射光反射光 部分部分偏振光，垂直于入射面的振动偏振光，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动大于平行于入射面的振动.光反射与折光反射与折射时的偏振射时的偏振空气空气玻璃玻璃 四、反射光的偏振四、反射光的偏振第18页，共30页，编辑于2022年，星期日 折射光折射光 部分部分偏振光，平行于入射面的振偏振光，平行于入
8、射面的振动大于垂直于入射面的振动动大于垂直于入射面的振动.理论和实验证明理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入：反射光的偏振化程度与入射角有关射角有关.第19页，共30页，编辑于2022年，星期日布儒斯特定律布儒斯特定律（1812年）年）反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光折射光为部分偏振光当当 时，时，玻璃玻璃空气空气第20页，共30页，编辑于2022年，星期日(1)反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直.讨论讨论第21页，共30页，编辑于2022年，星期日注意注意 对于一般的光学玻璃对于一般的光学玻璃,反射光的强度约反射光
9、的强度约占入射光强度的占入射光强度的7.5%,大部分光将透过玻璃大部分光将透过玻璃.利用利用玻璃片堆玻璃片堆产生产生线线偏振光偏振光第22页，共30页，编辑于2022年，星期日波动光学总结一、光的干涉现象1、两束光在相遇区域形成稳定的、有强有弱的光强分布。2、相干条件定义定义光程光程:媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积 =光程差光程差第23页，共30页，编辑于2022年，星期日二、杨氏双缝二、杨氏双缝干涉干涉产生半波损失的条件：光从光疏介质射向光密介质的产生半波损失的条件：光从光疏介质射向光密介质的反射光线反射光线第24页，共30页，编辑于2022年，星期日加强加强减弱减
10、弱三、劈尖三、劈尖第25页，共30页，编辑于2022年，星期日四、牛顿环四、牛顿环空气薄层中，任一厚度空气薄层中，任一厚度e e处反射光的干涉条件：处反射光的干涉条件：第26页，共30页，编辑于2022年，星期日 五、光的衍射现象五、光的衍射现象干涉相消干涉相消(暗纹暗纹暗纹暗纹)干涉加强干涉加强(明纹明纹明纹明纹)（介于（介于明明暗暗之间）之间）个半波带个半波带 个半波带个半波带中央明纹中心中央明纹中心第27页，共30页，编辑于2022年，星期日角范围角范围 线范围线范围中央明纹的宽度中央明纹的宽度（的两暗纹间）的两暗纹间）中央明纹的角宽度及线宽度中央明纹的角宽度及线宽度除了中央明纹外除了中央明纹外其它明纹的宽度其它明纹的宽度第28页，共30页，编辑于2022年，星期日六、六、衍射光栅衍射光栅光栅方程光栅方程a sin =k k=1,2,k=1,2,即即：k=k(a+b)/ak 就是所缺的级次就是所缺的级次第29页，共30页，编辑于2022年，星期日 马吕斯定律马吕斯定律七、七、光的偏振光的偏振布儒斯特定律布儒斯特定律第30页，共30页，编辑于2022年，星期日