1、1一、一、橫波具有偏振性橫波具有偏振性這種取向作用稱為偏振這種取向作用稱為偏振2光沿某一方向傳播時，在垂直于傳播方向的平面內，光沿某一方向傳播時，在垂直于傳播方向的平面內，沿各個方向振動的光矢量都有，且各方向光振動的振幅沿各個方向振動的光矢量都有，且各方向光振動的振幅都相等，這種光稱為自然光。都相等，這種光稱為自然光。. . . . . .3三、偏振光三、偏振光1.偏振偏振:自然光經過媒質的吸收、反射、透射、散射使某自然光經過媒質的吸收、反射、透射、散射使某 一方向的光振動占有優勢。一方向的光振動占有優勢。2.完全偏振光完全偏振光(線偏振光線偏振光) 振動平面振動平面: 光振動與光傳播方向所決

2、定的平面光振動與光傳播方向所決定的平面E播播傳傳方方向向振振動動面面只有單一方向的光振動只有單一方向的光振動,這樣的光稱為完全偏振光。這樣的光稱為完全偏振光。43.部分偏振光部分偏振光:二個互相垂直的光振動中某一方向光二個互相垂直的光振動中某一方向光 振動占有相對的優勢這樣的光稱為部振動占有相對的優勢這樣的光稱為部 分偏振光。分偏振光。部分偏振光部分偏振光 部分偏振光的分解部分偏振光的分解互相垂直方向互相垂直方向上不等幅上不等幅5 ：能吸收某一：能吸收某一方向的光振動，而只讓與方向的光振動，而只讓與這個方向垂直的光振動通這個方向垂直的光振動通過的某些薄膜材料。過的某些薄膜材料。(涂有金涂有金雞

3、納霜或碧硒等材料的簿膜雞納霜或碧硒等材料的簿膜)這個方向稱為這個方向稱為 偏偏振振化化方方向向自自然然光光振振線線偏偏光光偏振片偏振片0I20I自然光自然光 偏振光：偏振光：檢驗一束光是否為偏振光：檢驗一束光是否為偏振光：6. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變7. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變8. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變9. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光

4、強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變10. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變11. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變12. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變13. . . .起偏器起偏器自然光自然光自然光通過旋轉的起偏器，光強不變自然光通過旋轉的起偏器，光強不變14. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變

5、化情況15. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況16. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況17. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況18. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況19. . . .

6、起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況20. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況21. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光兩偏振片的偏振化方向相互垂直兩偏振片的偏振化方向相互垂直 光強為零光強為零偏振光通過旋轉的檢偏器，偏振光通過旋轉的檢偏器， 光強變化情況光強變化情況22入射偏振光入射偏振光 A 222coscosIAIIIIII09000270,90180, 00000 2c

7、osIIz偏振化方向 cosA sinA通過通過 zA/cos不不通通過過 zAsinI例：自然光和線偏振光的混合光，垂直通過一偏振片。例：自然光和線偏振光的混合光，垂直通過一偏振片。旋轉偏振片，測得透射光強最大值是最小值的旋轉偏振片，測得透射光強最大值是最小值的5倍。求入倍。求入射光中，自然光與線偏振光的光強比。射光中，自然光與線偏振光的光強比。 2110II102IIImax解：解：20IIminminmax5II23例例15-1 自然光自然光 通過偏振化方向互相垂直的偏振通過偏振化方向互相垂直的偏振片片 。如果在。如果在 間平行插入另一偏振片間平行插入另一偏振片 ， 與與 偏振化方向夾角

8、偏振化方向夾角 ，求：透過，求：透過 后的光強？后的光強？0I21,PP21,PP3P3P1P 2P解解2010IPI通過通過自然光自然光 2033cos2IIP通過通過 2sin8sincos2)90(cos2022002322IIIIP通過通過24 自然光以任意角度入射到兩種各向同性介質的分界自然光以任意角度入射到兩種各向同性介質的分界面上反射和折射時面上反射和折射時, ,反射光和折射光都是部分偏振光，反射光和折射光都是部分偏振光，且且 實驗和理論都表明：實驗和理論都表明：n1n2.r以任意角度入射以任意角度入射i25當入射角當入射角 0ii .i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射以布

9、儒斯特角入射反射光為線偏振光反射光為線偏振光，折射光，折射光為部分偏振光。并且：為部分偏振光。并且：布儒斯特角布儒斯特角0090ri由折射定律：由折射定律：21120sinsinnnnri00000)90sin(sinsinsintgiiiritg i0n1n2=n2126 利用玻璃片堆利用玻璃片堆增加反射增加反射偏振光偏振光光強，提高透射光光強，提高透射光偏振度，但光強減小偏振度，但光強減小2100)2(nnctgiitgtgr界面的起偏角。是玻璃、空氣r線偏振光線偏振光.自然光入射自然光入射i0r1n1n2n27已知：n水=1.33, n玻璃1.50 ，容器底部反射光為偏振光求：i=?ii

10、0i0i033. 150. 1120nntgi解：00sin33. 1sinsiniini水084i28i0i0i0iii29一束光一束光在晶體內各個方向上折射率相同，傳播速度相同在晶體內各個方向上折射率相同，傳播速度相同 o光（光（） e光（光（）一束光在晶體內各個方向上折射率不同，傳播速度不同一束光在晶體內各個方向上折射率不同，傳播速度不同1）光線入射到各向異性晶體表面時）光線入射到各向異性晶體表面時 二束折射光二束折射光 光光光光雙雙折折射射方解石方解石 晶體晶體30o光：振動方向垂直于光：振動方向垂直于o光的主平面光的主平面e光：振動方向平行于光：振動方向平行于e光的主平面光的主平面4

11、）光軸與某光線組成的平面）光軸與某光線組成的平面 該光線的主平面該光線的主平面一般來說，一般來說，o光主平面和光主平面和e光主平面不重合，光主平面不重合，只有當光軸只有當光軸位于入射面內時，兩主平面重合。位于入射面內時，兩主平面重合。此時此時o光、光、e光是兩個光是兩個振動方向互相垂直的偏振光。振動方向互相垂直的偏振光。2）o光、光、e光都是線偏振光光都是線偏振光3）雙折射晶體中存在一）雙折射晶體中存在一 光線沿這一方向入射時，不發生雙折射光線沿這一方向入射時，不發生雙折射單軸晶體單軸晶體 ：方解石、石英、紅寶石：方解石、石英、紅寶石雙軸晶體雙軸晶體 ：云母、藍寶石：云母、藍寶石312:01I

12、I 起偏后光強馬呂斯定律檢偏后光強212cos:II .i0i0n1n2900rtgi0n1n2=n21. . . . . .32o光（光（）：）： 沿各方向沿各方向傳播速度相同傳播速度相同, no=恒量恒量 偏振光，振動方向垂直于偏振光，振動方向垂直于o光的主平面光的主平面e光（光（）：）： 沿各方向沿各方向傳播速度不相同傳播速度不相同, ne=恒量恒量 偏振光，振動方向平行于偏振光，振動方向平行于e光的主平面光的主平面光線沿這方向入射時，不發生雙折射光線沿這方向入射時，不發生雙折射當光軸位于入射面內時，兩主平面重合當光軸位于入射面內時，兩主平面重合,此時此時o光、光、e光是兩個振動方向互相

13、垂直的偏振光。光是兩個振動方向互相垂直的偏振光。33 由于各向異性介質在不同方向上的物理性能不同，因而它的電磁學特性（，）隨方向不同而不同。隨方向不同而不同折射率以及晶體的度所以光在晶體內傳播速由于nvvcnv,1oooovcnnrio（常數）光：sinsin為一常數ov34eevcnnrie（不是常數）光：sinsin不為常數ev垂直于光軸方向的傳播速度垂直于光軸方向的傳播速度eeevcnv垂直光軸方向垂直光軸方向：兩束光傳播速度相差最大兩束光傳播速度相差最大沿光軸方向沿光軸方向：,/eovv o o光、光、e e光波面在光軸方向相切光波面在光軸方向相切oeoennvv,正晶體：正晶體：石英

14、石英SiO2oeoennvv,負晶體：負晶體：方解石方解石CaCO3光軸光軸vevo*光軸光軸vove*波面波面e波面波面ovcn 35oeoennvv,方解石方解石單軸負晶體：單軸負晶體：光軸光軸vove*n=e1.4864 1.6584vmaxvminn=o1.658436ooee *光線入射到晶體表面時，波陣面上每一個子波波源都光線入射到晶體表面時，波陣面上每一個子波波源都向晶體內分別發出球面子波（向晶體內分別發出球面子波（o光）和光）和橢球面子波（橢球面子波（e光）光） *同一時刻，各子波包絡面就是光線傳播的波面同一時刻，各子波包絡面就是光線傳播的波面光束斜入射(1).光軸在入射面內,

15、與晶面斜交i光軸光束垂直入射光軸 *從入射點引向相應波陣面切點的連線方向就是晶體中從入射點引向相應波陣面切點的連線方向就是晶體中o 光和光和e光的傳播方向光的傳播方向oeoeO光光e光光主主平平面面重重合合光主平面光主平面光振動光振動oo光主平面光主平面光振動光振動 ee/37O,e二光束同方向行進， 但速度大小不一樣。(3).光軸與入射面垂直,與晶面平行(2).光軸在入射面內,與晶面平行,光束垂直入射。光軸光軸光軸vove*光束斜入射i光軸ooeeO光、光、e光主平面不重合光主平面不重合光主平面光主平面光振動光振動oo光主平面光主平面光振動光振動 ee/僅在此情況下，僅在此情況下，o光光e光

16、均遵循折射定律光均遵循折射定律38光軸光軸t1.658on 1.486en 如圖所示，一束自然光以入射角如圖所示，一束自然光以入射角i=450入射到方解石晶入射到方解石晶體上，方解石晶體光軸垂直于紙面。方解石對體上，方解石晶體光軸垂直于紙面。方解石對o光和光和e光的折射率分別為：光的折射率分別為：在圖中標出哪一束是在圖中標出哪一束是o光，哪一束是光，哪一束是e光？并畫出光矢光？并畫出光矢量的振動方向。量的振動方向。解：折射定律解：折射定律21sinsinnnri s nnsinsiieooenrniroe025.25or 028.41er i39902268AMCN1. 尼科爾棱鏡尼科爾棱鏡. .自然光自然光n加加=1.55n =e1.516n=1.