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1、第四章 光的偏振 第十九讲,1669.(丹)巴塞林纳斯-方解石(CaCO3)-双折射现象,1817.(英)托马斯.扬把这两光束(R1，R2)相遇.本认为应有干涉现象.,由此只能认为这两束光的光振动矢量相互垂直，从而说明:,4.1 自然光和偏振光,光波动特征之三,光的横波认识,但实验结果：无干涉现象.,属同一波列分开后又相遇,频率相同，相位差恒定.,(不满足相干第三条件:振动方向相同),光有干涉、衍射、横波性、光速3108m/s,电磁波也有干涉、衍射、横波性、波速3108m/s,光是电磁波,横波：光波的电场矢量E和磁场矢量H与波的传播方向垂直,偏振:光振动垂直于传播方向且在一个方向振动占优,偏振
2、度定义：,P=1线偏振光;,P=0自然光;,P=01部分偏振光,寻找一种物质,仅吸收特定振动方向的光,可实现部分偏振光。,4.椭园偏振光,光矢量方向、大小周期性变化迎着传播方向(z轴方向)看矢量端点椭园,右旋椭园偏振光,左旋椭园偏振光,振动方向相互垂直的两个线偏振光合成可实现椭园偏振光,具体分析如下：,设两个同频率,振动方向互相垂直,且有固定相位差的线偏振光:,Ex=E0 xcos(t+x),Ey=E0ycos(t+y),5.园偏振光,k=偶:右旋,k=奇:左旋,4.2 起偏振器与检偏振器 马吕斯定律,寻找一种物质,仅吸收特定振动方向的光,可实现偏振光。,检偏方法:旋转检偏器,出射光 呈周期性
3、明暗变化,则为偏振光.,若已知检偏器偏振方向,还可得被测光的偏振方向.,全部不通过,马吕斯定律:,证明如下：,(证毕),自然光I0,线偏振光I,偏振化方向,线偏振光I,起偏器,检偏器,偏振化方向,如果,出射光强 I=？,例题.两起偏器如图。若I0为线偏振光,则：I0 从左向右，从起偏器2输出 I1；I0 从右向左，从起偏器1输出 I2。求：I2/I1=?,解：,若I0为自然光，则I2/I1=1(自证),例：平行放置两偏振片，使它们的偏振化向成 60 夹角。让自然光垂直入射后，若两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线(1)均无吸收，(2)分别吸收了10%的能量,(1)无吸收时，有,解：,(2)
4、有吸收时，有,求透射光的光强与入射光的光强之比是多大？,由折射定律：,称 ib 为布儒斯特角,入射面：界面法线与入射光线构成的平面。,4.3 反射和折射时的偏振,ib+=/2,线偏振光,部分偏振光,例:空气-玻璃:ib 56;空气-水:ib 53,每次反射光能15%,为加强反射或使透射光完全偏振 玻璃片堆(含空气隙),玻璃片堆,入射自然光,线偏振光,海边逆光摄景物,有海面强反射光,怎么办？,4.4 散射光的偏振,光的散射现象,太阳光窗户入室室内浮悬尘埃光柱,一束光清水杯滴入两滴牛奶光柱,小颗粒散射光,偶极振子的辐射场强E2,辐射功率E2 41/4,热运动各振子发次波属非相干各辐射功率之和I散射光,1910年(德)爱因斯坦提出-分子散射的定量理论,解释自然现象:,I散射光1/4,蓝紫光散射强,日落西山太阳光大气层厚短波蓝光散射掉,夕阳红,日出东方太阳光大气层厚短波蓝光散射掉,红日东升,云众多水滴组成 水滴半径大于可见光,I散射光与无关,白云,研究意义:解释自然现象,了解物质结构等,散射引起的偏振,散射光本质：入射光波的电场电偶极子振动变化电磁场,电磁波散射光,线偏振光,部分偏振光,结论：,入射光方向线偏振光,入射光方向自然光,其它方向部分偏振光,带电粒子受迫振动,参考书：1.赵凯华，钟锡华.光学上册 2.毌国光，战元令.光学,作业：4.2,4.4,4.6,
