大学物理光的偏振.ppt
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1、首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出会聚光的会聚光的电光效应电光效应应应力力双双折折射射1首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出一、横波的偏振一、横波的偏振性性14-1 14-1 自然光和偏振光自然光和偏振光 光的干涉和衍射现象不能分辨光波是横波还是纵波,因光的干涉和衍射现象不能分辨光波是横波还是纵波,因 为这两种波都能产生干涉现象。为这两种波都能产生干涉现象。 沿纵波的传播方向作任意平面,波的运动情况相同,具有对沿纵波的传播方向作任意平面,波的运动情况相同,具有对称性,即称性,即 纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。纵波的振动相对于传播方向是轴对称的。 光的光的偏振现象则清楚地
2、显示了光的横波性。偏振现象则清楚地显示了光的横波性。 光的偏振也是肯定光是电磁波的根据之一。光的偏振也是肯定光是电磁波的根据之一。 由于光的偏振,使光的传播又出现了一些新的特点。由于光的偏振,使光的传播又出现了一些新的特点。2首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出1 1、偏振、偏振 波的振动方向相对于传播方向的不对称性,叫偏振。波的振动方向相对于传播方向的不对称性,叫偏振。横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。这就是说,横波具有偏振性,而纵波不具备偏振性。这就是说,横波具有偏振性,而纵波不具备偏振性。光是横波,应该具有偏振性。光是横波,应该具有偏振性
3、。3首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出 2 2、振动面的概念、振动面的概念 振动方向与传播方向组成的平面。振动方向与传播方向组成的平面。4首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出cExyz二、自然光二、自然光1 1、自然光是非偏振光、自然光是非偏振光其根源仍在热原子发光具有间歇性和独立性。其根源仍在热原子发光具有间歇性和独立性。 一串光波列是横波。但从宏观上看,光源发出的光中包含了一串光波列是横波。但从宏观上看,光源发出的光中包含了所有方向的光振动,振动面可以分布在一切可能的方位,任何所有方向的光振动,振动面可以分布在一切可能的方位,任何方向光矢量对时间的平均值是相等的。方向光矢
4、量对时间的平均值是相等的。所以自然光的光振动对光的传播方向是轴对称而又均匀分布的。所以自然光的光振动对光的传播方向是轴对称而又均匀分布的。光波虽然是横波,但普通光源发出的光是自然光,不是偏振光。光波虽然是横波,但普通光源发出的光是自然光,不是偏振光。普通光源中每个原子所发出的光其普通光源中每个原子所发出的光其位相关系位相关系及及振动方向振动方向都是都是随机随机的。的。5首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出 光光振振动动的的振振幅幅在在垂垂直直于于光光波波的的传传播播方方向向上上,既既有有时时间间分分布布的的均均匀匀性性,又又有有空空间间分分布布的的均均匀匀性性,具具有有这这种种特特性性
5、的的光光就就叫叫自自然然光光 。 ( ( 或或者者说说,具具有有各各个个方方向向的的光光振振动动,且且又又无无固固定定的的位位相关系相关系的光的光) )。结论:自然光的横波性被发光的随机性所破坏或掩盖。结论:自然光的横波性被发光的随机性所破坏或掩盖。6首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出2 2、自然光的分解、自然光的分解一个简谐振动总可以分解为两个相互垂直的振动。一个简谐振动总可以分解为两个相互垂直的振动。自自然然光光在在各各个个方方向向上上都都有有振振动动,其其中中每个振动都可以这样分解,即每个振动都可以这样分解,即由由对称性知,有对称性知,有所以,所以,没有一个方向的振动优于其它方
6、向。这个结果没有一个方向的振动优于其它方向。这个结果与坐标系与坐标系无关。无关。且一般且一般 例如,一个振幅为的振动可分解为例如,一个振幅为的振动可分解为7首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出xy. 表示该光的振动面就在纸平面内。表示该光的振动面就在纸平面内。 表示该光的振动方向垂直于纸平面;表示该光的振动方向垂直于纸平面;3 3、自然光的表示、自然光的表示 由于自然光的波振幅在垂直于传播方向的平面内,在各个方由于自然光的波振幅在垂直于传播方向的平面内,在各个方向上的分布平均相等,因此将波振幅在该平面内向任意的两个正向上的分布平均相等,因此将波振幅在该平面内向任意的两个正交方向进行分解
7、,都可以得到两个振动方向互相垂直且振幅相等交方向进行分解,都可以得到两个振动方向互相垂直且振幅相等的振动,故此自然光常用下图表示:的振动,故此自然光常用下图表示:8首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出三、部分偏振光,线(面,全)偏振光三、部分偏振光,线(面,全)偏振光 若沿某一方向的光振动优于其他方向,则谓之部分偏振光若沿某一方向的光振动优于其他方向,则谓之部分偏振光, ,表示为表示为 若只有沿某一方向的光振动,则谓之线(面、全)偏振光,若只有沿某一方向的光振动,则谓之线(面、全)偏振光,表示为表示为例例:晴朗蔚蓝色的天空中所散射的日光多是部分偏振光,散射晴朗蔚蓝色的天空中所散射的日光
8、多是部分偏振光,散射光与入射光的方向越接近垂直,散射光的偏振度越高光与入射光的方向越接近垂直,散射光的偏振度越高。9首首 页页 上上 页页 下下 页页退退 出出一、偏振片的起偏、检偏一、偏振片的起偏、检偏 1 1、偏振器:、偏振器:把自然光变成为全偏振光的仪器。把自然光变成为全偏振光的仪器。 有些晶体(例如硫酸金鸡钠硷)对互相垂直的两个分振动有些晶体(例如硫酸金鸡钠硷)对互相垂直的两个分振动 光矢量具有选择性吸收,这种现象称作晶体的二向色性。光矢量具有选择性吸收,这种现象称作晶体的二向色性。偏振器偏振器透光轴透光轴自然光自然光偏振光偏振光14-2 14-2 起偏和检偏起偏和检偏 马吕斯定律马吕
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