大学物理lesson21.ppt

*,光 的 偏 振,（,Polarization of light,）,讲课内容：,P179P185,重点和,难点：,起偏和检偏,光的偏振性,反射和折射时光的偏振,1,一、光的偏振性,1,、横波和纵波的区别,偏振,纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题；,横波：振动方向与传播方向垂直，存在偏振问题。,12,12,光的偏振状态,机械波穿过狭缝,2,2,、光的偏振性：,光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为,光的偏振性,对于平面电磁波，电场强度矢量,光矢量，其振动方向与传播方向垂直。,光的偏振性说明光波是,横波,3,1,、线偏振光,E,播,传,方,向,振,动,面,面对光的传播方向看,二、偏振态的分类,线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：,E,E,y,E,x,y,x,线偏振光的表示法：,光振动垂直板面,光振动平行板面,4,面对光的传播方向观察,自然光的表示法,光矢量取任一方向的几率均相等。,分解,光矢量在板面内的分振动,光矢量垂直于板面的分振动,2,、自然光,5,3,、部分偏振光,部分偏振光的分解,部分偏振光,部分偏振光的表示法：,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,部分偏振光,：某一方向的光振动比与之相垂直的另一方向的光振动占优势。,6,4,、椭圆偏振光和圆偏振光,光矢量末端的运动轨迹是椭圆或圆。,圆偏振光,线偏振光,椭,圆,偏,振,光,在迎光矢量图上，光矢量端点沿逆时针方向旋转的称为,左旋偏振光,；沿顺时针方向旋转的称为,右旋偏振光,。,动画演示,1,动画演示,2,动画演示,3,7,8,椭圆偏振光和圆偏振光都是完全偏振光,均可等效为两个具有恒定相位差,相同振动频率，振动方向相互垂直的线偏振光。,三、偏振度,1,、定义：,若与最大和最小振幅对应的光强分别为,I,max,和,I,min,，,则偏振度的定义为：,2,、光的偏振度,自然光：,I,max,=,I,min,，,P=0,，偏振度最小；,线偏振光：,I,min,=0,，,P,=1,，偏振度最大；,部分偏振光：,0,P,1,。,9,12,13,起偏和检偏 马吕斯定律,一、起偏和检偏,1,、偏振片,能吸收某一方向的光振动，而只让与之垂直方向上的光振动通过的一种透明薄片。,偏振化方向：,允许通过的光振动方向。,偏振化方向,10,自然光：,通过偏振片后成为线偏振光转动偏振片，观察透射光强度不发生变化,部分偏振光：,偏振光通过偏振片后，在转动偏振片的过程中，透射光强度将发生变化,2,、偏振片的起偏和检偏,11,自然光,I,0,线偏振光,I,偏振化方向,线偏振光,I,起偏器,检偏器,二、马吕斯定律,12,结论：,当旋转检偏器一周时，会出现两次全明和两次全暗。,视频演示,13,例题：,一束光是自然光和线偏振光的混合光，当此混合光垂直通过一个偏振片后，将偏振片旋转一周，出射光强度将发生变化，测得光强最大值与最小值的比值为,3,。问：入射光中自然光与线偏振光的强度比为多少？,15,解：,若自然光为,I,0,通过偏振片后变为,I,1,则：,I,1,=1/2I,0,若线偏振光为,I,2,通过偏振片后变为,I,3,则：,I,3,=I,2,所以：,一、反射光和折射光的偏振,i,0,n,1,n,2,自然光在一般情况下，反射光和折射都为部分偏振光,。,12,14,反射和折射时光的偏振,n,1,n,2,i,0,16,二、布儒斯特定律,1,、布儒斯特定律内容,反射光的偏振化程度与入射角有关，若光从折射率为,n,1,的介质射向折射率为,n,2,的介质，当入射角满足：,n,1,n,2,i,0,布儒斯特定律,(1812,年,),动画演示,布儒斯特角,其反射光为线偏振光，光振动垂直于入射面。,17,应用：,1,、立体电影,18,（,C,）,用偏光镜消除了反射偏振光,（,A,）,玻璃门表面的反光很强,（,B,）,用偏光镜减弱了反射偏振光,2,、橱窗设计,19,3,、驾驶员戴上偏振太阳镜可以防止马路反射光的炫目。,4,、照相机按上偏振镜可以产生不同的效果，看出来了吗？,20,线偏振光,布儒斯特角,5,、利用玻璃片堆产生线偏振光,最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光,线偏振光,动画演示,21,偏振态的分类,偏振片起偏和检偏,马吕斯定律,I=I,0,cos,2,反射光和折射光的偏振,布儒斯特定律,小 结,22,4,、用偏振片怎样来区分自然光、部分偏振光和线偏振光？,练习：,答：将光通过偏振片，旋转偏振片，光强无变化的为自然光；光强有变化但不会出现完全消光的为部分偏振光；光强有变化且在某个方向为零的为线偏振光。,3,、平行放置两偏振片，它们的偏振化方向成,60,o,夹角，当自然光垂直入射后，则透射光的光强与入射光的光强之比是,_,。（设偏振片不吸收光能）,1/8,2,、一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成,45,角已知通过此两偏振片后的光强为,I,，则入射的自然光强度为,。,4I,1,、,、,和,现象，说明了光的波动性。,偏振,衍射,干涉,23,普通物理学,的考试为闭卷,题型有五大类：,填空题：,17,题，,24,个空，共,24,分,选择题：,10,题，每题,2,分，共,20,分,判断题：,10,题，每题,1,分，共,10,分,简答题：,3,题，每题,4,分，共,12,分,计算题：,4,题（,9,，,12,，,6,，,7,分），共,34,分,注意：,本次考试采用的答题纸做题，请同学们把答案写在答题纸上，写在试卷上的是无效的！仔细认真读题,注意单位统一和正负号,!,画图分析很重要！可以带计算器但不要借！,祝大家考试顺利！心想事成！,杜绝作弊！,认真复习！,考试时间：,1,月,8,日上午，,8:30-10:30,圣诞快乐,