1、11-11 Polarization by Reflection反射反射和折射時(shí)光的偏振和折射時(shí)光的偏振一一. .現(xiàn)象現(xiàn)象 自然光經(jīng)界面反射和折射，反射光和折射光變?yōu)樽匀还饨?jīng)界面反射和折射，反射光和折射光變?yōu)椴糠制窆猓瓷涔庵幸哉駝?dòng)方向垂直于入射面的為部分偏振光，反射光中以振動(dòng)方向垂直于入射面的為主，折射光中以振動(dòng)方向平行于入射面的為主即在主，折射光中以振動(dòng)方向平行于入射面的為主即在入射面內(nèi)）：入射面內(nèi)）：這一現(xiàn)象是馬呂這一現(xiàn)象是馬呂斯于斯于1808年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)的。的。n1n21第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版

2、 (1) 入射面入射面 入射光線入射光線和法線所成的平面和法線所成的平面 .(2) 反射光反射光 部分偏振光，垂直于入射面部分偏振光，垂直于入射面的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng)的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng) .光反射與折光反射與折射時(shí)的偏振射時(shí)的偏振空氣空氣i1ni玻璃玻璃2n2第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 (3) 折射光折射光 部分偏部分偏振光，平行于入射面的振光，平行于入射面的振動(dòng)大于垂直于入射面振動(dòng)大于垂直于入射面的振動(dòng)的振動(dòng) . 理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度與入射角

3、有關(guān)與入射角有關(guān) .空氣空氣i1ni玻璃玻璃2n3二二. . 布儒斯特定律布儒斯特定律18151815年）年）(1)反射光為完全偏振光，且振動(dòng)面垂直入射面反射光為完全偏振光，且振動(dòng)面垂直入射面; (2) 折射光為部分偏振光折射光為部分偏振光120tannni 時(shí)，時(shí)，0i0i1n玻璃玻璃2n空氣空氣1812年布儒斯特發(fā)現(xiàn)，年布儒斯特發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射角滿足：當(dāng)入射角滿足：自然光自然光線偏振光線偏振光部分偏振光部分偏振光4(1)當(dāng)入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光和當(dāng)入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光和折射光互相垂直折射光互相垂直 .120sinsinnni00120cossintaniinni)2cos(sin

4、cos0i20i討論討論n2n10ir5不同入射角，反射光和折射光的偏振方向不同入射角，反射光和折射光的偏振方向第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版tan)2tan(cot0210inni1n 2n玻玻璃璃0i0i1n玻璃玻璃2n0i (2)根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以 角從角從 介質(zhì)入射于界面時(shí)，此介質(zhì)入射于界面時(shí)，此 角即為布儒斯特角即為布儒斯特角角 . 2n 7第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版討論討論 （1

5、討論光線的反射和折射討論光線的反射和折射(起偏角起偏角 )0i0i0i0iiii8 例1 在下圖中，以線偏振光或自然光入射于界面時(shí)，問折射光和反射光各屬于什么性質(zhì)的光，并在圖中所示的折射光線和反射光線上用點(diǎn)和短線把其振動(dòng)方向表示出來(lái)：圖中答：（答：（1 1）（）（2 2）（）（3 3中反射光、折射光均為線偏振光。中反射光、折射光均為線偏振光。00iiarctgni （4 4的折射光為線偏振光，沒有反射光。的折射光為線偏振光，沒有反射光。 （5 5的反射光為線偏振光，折射光為部分偏振光。的反射光為線偏振光，折射光為部分偏振光。 1 2 3 4 5i0i00i例例 2 2如下圖，一自然光自空氣射到

6、一塊平板玻璃上，設(shè)入射如下圖，一自然光自空氣射到一塊平板玻璃上，設(shè)入射角為起偏角，則在界面角為起偏角，則在界面2 2處的反射光透過(guò)玻璃后的光線處的反射光透過(guò)玻璃后的光線2 2中振動(dòng)中振動(dòng)方向是方向是（A A垂直于紙面，垂直于紙面，（B B平行于紙面，平行于紙面，（C C以上兩個(gè)方向的振動(dòng)均有，以上兩個(gè)方向的振動(dòng)均有，（D D光線光線2 2不存在。不存在。解：由布儒斯特定律解：由布儒斯特定律120nntgi 200i而002itgtg故 這說(shuō)明在界面2處的反射角是起偏角，即界面2的反射光的光振動(dòng)是垂直于入射面的，從而其透射光亦為垂直于入射面的光振動(dòng)。即應(yīng)選A）。n1n2n1 0i0ctgi21n

7、n0第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 例例2 一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角角為布儒斯特角 ,問在界面問在界面 2 的反射光是什么光？的反射光是什么光？0i0i0i1n1空氣空氣玻璃玻璃2n211第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-11 11-11 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版0i0i1n1空氣空氣玻璃玻璃2n2 注意：一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅注意：一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅很小部分被反射，所以反射偏振光很弱很小部分被反射，

8、所以反射偏振光很弱 .一般應(yīng)用玻璃一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振片堆產(chǎn)生偏振光光.12三、應(yīng)用 用玻璃片堆獲取偏振光i0接近完全偏振光接近完全偏振光對(duì)于一般的光學(xué)玻璃對(duì)于一般的光學(xué)玻璃 , 反射光的強(qiáng)度約占入射光強(qiáng)反射光的強(qiáng)度約占入射光強(qiáng)度的度的7.5% , 大部分光將透過(guò)玻璃大部分光將透過(guò)玻璃.1314 散射光的偏振性散射光的偏振性 部部分分偏偏振振光光 線線偏偏振振光光xyz自然光自然光空氣分子空氣分子照相機(jī)安上偏振鏡可照相機(jī)安上偏振鏡可以產(chǎn)生不同的效果。以產(chǎn)生不同的效果。 例例 4 4一束平行的自然光，以一束平行的自然光，以600600角入射到平玻璃表面上，若反角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是，玻射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是，玻璃的折射率為。璃的折射率為。解：若反射光為完全偏振光，則入射角解：若反射光為完全偏振光，則入射角i0i