《高二物理竞赛光的五种偏振态课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理竞赛光的五种偏振态课件.pptx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、光 学 光光 学学 第六章 偏 振第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态 根据电磁波理论，光是横波，即振动的电矢量或磁矢量与波的传根据电磁波理论，光是横波，即振动的电矢量或磁矢量与波的传播方向垂直。这样就会出现一列光波的振动矢量仅仅在某个平面内的播方向垂直。这样就会出现一列光波的振动矢量仅仅在某个平面内的形象，这就是所谓光的偏振性。事实上，广义光的偏振应该包括五种形象，这就是所谓光的偏振性。事实上，广义光的偏振应该包括五种状态：状态：（1）线偏振光）线偏振光XYXYP1、偏振光概述、偏振光概述光光 学学 第六章 偏 振设设P点的振动方程为：点的振动方程为：它在所选取的坐标系上的分量为它在所
2、选取的坐标系上的分量为 为振动矢量与为振动矢量与 X 轴的夹角轴的夹角第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述（1）线偏振光）线偏振光XYXYP光光 学学 第六章 偏 振（2）圆偏振光）圆偏振光P点的振动方程可以表示成所选取的坐标系上的分量点的振动方程可以表示成所选取的坐标系上的分量电矢量以角速度电矢量以角速度 在垂直于传播方向的平面内旋转，电矢量大小不变在垂直于传播方向的平面内旋转，电矢量大小不变第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述XYXY光光 学学 第六章 偏 振（3）椭圆偏振光）椭圆偏振光P点的振动方程可以表示成所选取的坐标系上
3、的分量点的振动方程可以表示成所选取的坐标系上的分量电矢量以角速度电矢量以角速度 在垂直于传播方向的平面内旋转，矢量的末端的轨迹为椭圆在垂直于传播方向的平面内旋转，矢量的末端的轨迹为椭圆 为正称作右旋偏振光，为正称作右旋偏振光，为负称作左旋偏振光为负称作左旋偏振光XYXY第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述光光 学学 第六章 偏 振（3）椭圆偏振光）椭圆偏振光第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述线偏振和圆偏振是椭圆偏振一种特殊情况线偏振和圆偏振是椭圆偏振一种特殊情况光光 学学 第六章 偏 振（4）自然光）自然光 光束中包含了所有方向
4、的横向电矢量，对于光的传播方向形成对称分布。光束中包含了所有方向的横向电矢量，对于光的传播方向形成对称分布。各个方向的电矢量之间的相位是随机的，即彼此间没有固定的相位关联。各个方向的电矢量之间的相位是随机的，即彼此间没有固定的相位关联。XYXY第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述光光 学学 第六章 偏 振（5）部分偏振光）部分偏振光 光束中包含了所有方向的横向电矢量，但对于光的传播方向形成不对称光束中包含了所有方向的横向电矢量，但对于光的传播方向形成不对称分布。同时，各个方向的电矢量之间的相位是随机的，即彼此间没有固定分布。同时，各个方向的电矢量之间的相位是随机
5、的，即彼此间没有固定的相位关联。的相位关联。XYXY第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态1、偏振光概述、偏振光概述光光 学学 第六章 偏 振2、偏振片、偏振片1偏振片的作用偏振片的作用产生偏振光产生偏振光起偏器起偏器检测偏振光检测偏振光检偏器检偏器2偏振片工作原理偏振片工作原理第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态以机械波为例以机械波为例当横波穿过栅状物体时，如当横波穿过栅状物体时，如果物体结构对波的震动方向果物体结构对波的震动方向没有阻碍，波将通过，有阻没有阻碍，波将通过，有阻碍时，波的振幅被削弱。碍时，波的振幅被削弱。光光 学学 第六章 偏 振2、偏振片、偏振片 光的偏振片工作原
6、理：对某一方向的电矢量可以透过，与这一电矢量正光的偏振片工作原理：对某一方向的电矢量可以透过，与这一电矢量正交方向的电矢量将被吸收或被偏转。交方向的电矢量将被吸收或被偏转。第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态偏振片中可以透过电矢量的方向称做偏振片的光轴。偏振片中可以透过电矢量的方向称做偏振片的光轴。能够形成这样功能的材料有天然的（比如晶体）和人工制造的。能够形成这样功能的材料有天然的（比如晶体）和人工制造的。一种人造偏振片原理是，将聚氯乙烯薄膜沿一个方向拉伸，然后在一种人造偏振片原理是，将聚氯乙烯薄膜沿一个方向拉伸，然后在碘的溶液中浸泡，干燥后就可以成为偏振片。碘的溶液中浸泡，干燥后就可
7、以成为偏振片。光光轴轴光光 学学 第六章 偏 振3五种偏振光入射到偏振片后出射光情况五种偏振光入射到偏振片后出射光情况光轴方向光轴方向线偏振光：线偏振光：设入射光的振动方程为设入射光的振动方程为 设偏振方向与偏振片光轴方向夹角为设偏振方向与偏振片光轴方向夹角为 ，则出射的偏振光振动方程为则出射的偏振光振动方程为出射光强为出射光强为偏振方向与偏振片光轴一致偏振方向与偏振片光轴一致入射光强为入射光强为 马吕斯定律马吕斯定律第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态出射光强随着光轴的转动而变化，最大光强为出射光强随着光轴的转动而变化，最大光强为I0，最小光强为零，称作消光，最小光强为零，称作消光光光
8、 学学 第六章 偏 振圆偏振光：圆偏振光：出射光强为出射光强为总的振幅为：总的振幅为：任一时刻透过的振幅为任一时刻透过的振幅为3五种偏振光入射到偏振片后出射光情况五种偏振光入射到偏振片后出射光情况第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态入射光的振幅可以表示为入射光的振幅可以表示为X 当圆偏振光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强不发生变化当圆偏振光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强不发生变化总的光强为：总的光强为：光光 学学 第六章 偏 振3五种偏振光入射到偏振片后出射光情况五种偏振光入射到偏振片后出射光情况椭圆偏振光和部分偏振光：椭圆偏振光和部分偏振光：当椭圆偏振光和部分偏振光入射到偏振：当椭圆偏振光和部分偏振光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强将发周期性的大小变化，但片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强将发周期性的大小变化，但无消光位置。无消光位置。自然光：自然光：当自然光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强当自然光入射到偏振片上时，随着偏振片旋转，出射光的光强不发生变化，与圆偏振光相似。不发生变化，与圆偏振光相似。对于部分偏振光，定义偏振度的概念：对于部分偏振光，定义偏振度的概念：可以证明，出射光强是入射光强的一半：可以证明，出射光强是入射光强的一半：第一节第一节 光的五种偏振态光的五种偏振态