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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。不能作为科学依据。,E,光偏振,(Polarization of light),光是横波:电矢量又称作光矢量.,原子发光是随机，在普通光源发出,光波列，它们频率、初相位、振动方,向、及波列长度都可能不一样.,垂直于光传输方向平面内没有一,个振动方向存在特殊性,假如因为某中原因(天然或人工）使得,上述对于给定,传输方向,光矢量振动方,向对某一方向有了偏爱性-偏振现象,自然光:,1/47,线偏振光,部分偏振光,右旋圆,偏振光,圆偏振光,本章主要讲偏振光产生(起偏)和检验(检偏),左旋椭圆,偏振光,椭圆偏振光,2/47,1.自然光:,一.偏振态表示,:,E,传输方向,E,偏振面,任意时刻，能够把每个光矢量分解成相互垂直两个光矢量分量，自然光能够用下列图表示。每个光矢量分量光强等于自然光光强二分之一。,3/47,2,.,线偏振光,线偏振光,光矢量与,板,面斜交,3.部分偏振光,部分偏振光,.,.,.,.,.,光振动垂直板面,光振动平行板面,相互独立,4/47,y,y,x,z,传输方向,/2,x,某时刻右旋圆偏振光,E,随,z,改变,E,0,4.圆偏振光 椭圆偏振光,右旋圆,偏振光,能够看作相互垂直两个线,偏,振光合成.且y向光矢量振动,位相超前/2;假如y向落后/2,形成左,旋圆偏振光.,;假如它们,振幅相等可得正椭圆偏振光.,5/47,二.起偏:,1.,线偏振光:,偏振片:,是用某种晶粒(碘硫酸金鸡钠)按一定方,式涂在一层薄透明膜上制成.它含有强烈,二向色性：只允许某一方向光经过-偏振,化方向.,I,0,偏,振,化,方,向,自,然,光,线,偏,振,光,偏振片,1/2 I,0,非偏振光,I,0,线偏振光,I,P,偏振化方向,(透振方向),(也可直接利用一些晶体二向色性-电气石),6/47,玻璃片堆,利用玻璃堆取得偏振光,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,线偏振光,自然光,入射,i,0,(玻璃片足够多时),7/47,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,i,n,1,n,2,r,以任意角度入射,以任意角度入射时，反射光,和折射光都为部分偏振光。,试验和理论都表明：,反射光中垂直于入射面振动,光强度比较大，折射光中,在入射面内振动光强度比,较大。,以布儒斯特角入射时，反射,光为线偏振光，折射光为部分,偏振光。而且：,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,i,0,i,0,n,1,n,2,90,0,r,以布儒斯特角入射,90,r,0,+,=,i,0,8/47,i,=,i,0,时，反射光只有S分量,i,0,布儒斯特角,或,起偏角,i,0,+,r,0,=90,O,由,有,布儒斯特定律,(18),n,1,n,2,i,0,i,0,r,0,线偏振光,S,起偏振角,若,n,1,=1.00(空气)，,n,2,=1.50(玻璃)，则：,9/47,利用晶体特征制成各种偏振棱镜,尼科耳棱镜:,偏光镜:,格兰汤姆孙 棱镜,偏光分束镜:,沃拉斯顿棱镜,1,2,方解石,方解石,o,e,光轴,光轴,光轴,方解石,玻璃,树胶(,n,=1.655),e,o,吸收涂层,i,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,90,0,o,e,22,0,68,0,o,e,A,M,C,N,自然光,加拿大树胶,光,轴,.,.,10/47,散射光偏振z,x,p,y,入射自然光,B,散射光,(部分偏振光),散射光,(线偏振光),散射光,(自然光),11/47,2.,部分偏振光,反射与折射,散射,普通晶体二向色性,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,i,n,1,n,2,r,以任意角度入射,12/47,3.,圆偏振光 椭圆偏振光,利用晶体波片.使,线偏振光一,分为二,产生互,相垂直有固定位相差两个,线偏振光,其合成光,束普通为,椭圆偏振光.假如波片厚度使得:,线偏振光,椭圆偏振光,圆偏振光,.,.,.,.,自然光,线偏振光,.,波片,13/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,三.光在晶体中传输,双折射,14/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,15/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,16/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,17/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,18/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,19/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,20/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,21/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,22/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,23/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,24/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,25/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,26/47,光,光,当方解石晶体旋转时，,o光不动，e光围绕o光旋转,双,折,射,纸面,方解石,晶体,27/47,方解石,o,e,e,o,双折射-折射光分成两束,且都是线偏振光,1.双折射概念(晶体各向异性),.,.,.,.,.,.,e,o,.,.,.,.,.,.,.,o,e,A,C,D,B,(垂直入射时e光也不沿原方向),28/47,寻常光和非寻常光,o,光:,遵从折射定律,e,光:,普通不遵从折射定律,e,光折射线也不一定在入射面内。,晶体光轴,光轴,：在方解石这类晶体,中存在一个特殊方向，,当光线沿这一方向传输时,不发生双折射现象。称这,一方向为晶体光轴。,78,0,102,0,78,0,78,0,102,0,102,0,光轴,光轴是一特殊方向,凡平,行于此方向直线均为光轴,29/47,单轴晶体：,只有一个光轴晶体,(方解石、石英),双轴晶体：,有两个光轴晶体,（云母、硫磺）,主平面和主截面,主平面：,晶体中光传输方向与晶体光轴组成,平面,e,光,光轴,e,光,主平面,o,光,光轴,o,光,主平面,主截面：,晶体表面法线与晶体光轴组成平面。,O,光及,E,光都为线偏振光。,30/47,普通来说，,O,光主,平面和 e光主平面,并不重合。,当入射光线在主截面内时，,O,光、e光以及,它们主平面都在主截面内。此时，两光振动,方向相互垂直。,O,光垂直于主截面振动，,e,光在 主截面内振动。,.,.,.,.,.,.,.,.,光轴方向,光,e,光,o,O光振动方向垂直其,主平面.e,光振动方向,在其,主平面内,.,晶体主折射率，正晶体、负晶体,31/47,v,o,t,v,e,t,光轴,负晶体,(,v,o,n,o,负晶体,:,n,e,v,e,),e,光:,(,e,o,),e光传输方向不一样,传输速度也不一样。,光轴,32/47,单轴晶体中光传输惠更斯作图法,(,e,o,),光轴平行晶体表面，自然光垂直入射,e,o,e,o,光轴,晶体,o,e,在方向上虽没分开，但速度上是分开。,光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射,o,e,晶体光轴,e,方解石,光轴,o,e,o,此时,e,光波面不再与其波射线垂直了,33/47,解释起偏中提到二个问题:,方解石:负晶体,v,o,t,v,e,t,光轴,负晶体,(,v,o,v,e,),子波源,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,90,0,o,e,22,0,68,0,o,e,A,M,C,N,自然光,加拿大树胶,光,轴,尼科耳棱镜:,(,加拿大树胶.,方解石),34/47,偏光镜:,格兰汤姆孙棱镜,偏光分束镜,:,沃拉斯顿棱镜,1,2,方解石,方解石,o,e,光轴,光轴,光轴,方解石,玻璃,树胶(,n,=1.655),e,o,吸收涂层,i,35/47,晶体相移器件，圆和椭圆偏振光起偏,波片,相位延迟片,波片,是,光轴平行表面晶体薄片。,y,d,x,A,A,o,A,e,线偏振光,光轴,经过厚为,d,晶片，,o,、,e,光产生相位差：,A,A,o,A,e,光轴,P,振幅关系,36/47,从晶片出射是,两束传输方相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差,线偏振光，它们合成为一束,椭圆偏振光,。,时为圆偏振光,.四分之一波片,从线偏振光取得椭圆或圆偏振光,（或相反）,线偏振光,线偏振光,线偏振光,圆偏振光,37/47,四.检偏:起偏器都能够用做检偏器,1.马吕斯定律:,I,0,I,P,P,E,0,E=E,0,cos,马吕斯定律,（1809）,消光,38/47,.,.,.,.起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,偏振片,偏振片,39/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,40/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,41/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,42/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,43/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,44/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,45/47,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光经过旋转检偏器，,光强发生改变,两偏振片偏振化方向相互垂直,光强为零,46/47,2.检偏,用偏振器件分析、检验光偏振态,I,?,P,待检光,思索：,I,不变,？是什么光,I,变，有消光,？是什么光,I,变，无消光,？是什么光,47/47,