光的偏振
光的偏振
偏振现象的应用
立体电影的录制和放映
1、纵波不可能产生的现象（ A ）
A.偏振现象
B.反射现象
C.折射现象
D.折射线线
2、如图所示，让太阳光先后通过两个偏振片P和Q，当 P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪个度数时， 透射光最弱（ D ） A.0° B.30° C.60° D.90°
自然光 P
Q
3、如图所示，P是一偏振片，P的振动方向（用带有箭 头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束 中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光
13.6 光的偏振
横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上
横波
纵波
偏振
纵波不能产生偏振现象
自然光
亮
自然光
暗
光能发生偏振现象，是横波自然光 自然光 自然光亮度无变化 亮度无变化
自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向 的振动，并且沿着各个方向振动的光波强度都相 同
偏振光：垂直于传播方向的平面上，只沿着某个 特定方向振动的光
自然光
偏振光
§6 光的偏振
一、纵波不能发生偏振现象 二、光能发生偏振现象——光是横波 三、自然光与偏振光
偏振现象的应用
相机镜头前加上 偏振镜可以减弱 水面反射光的影 响
n1 n2
偏振现象的应用
司机佩戴偏光眼镜，有效地滤 除光束中的散射光线，使视野 清晰自然。
（ ABD ）
A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成45°角振动的光
光束 P
光的偏振(有答案)
光的偏振一、光的偏振的相关知识(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．(2)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．二、光的偏振的理解1、偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．特别提醒不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．2、偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．三、相关练习1、如图所示，偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光的是() A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光答案ABD解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时，透射光的强度不同，它们平行时最强，而垂直时最弱．太阳光是自然光，光波可沿任何方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成45°角振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光．2、如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮思路点拨偏振片A为起偏器，B为检偏器，当A、B的透振方向平行时透过B的亮度最大，垂直时没有光透过．解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对．答案BD3、(2012·江苏·12B(1))如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是________．A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变答案 C解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后变为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B 点的光强有变化，选项C正确．4、光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D解析在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象.5、下列有关光现象的解释正确的是()A．光在同一介质中沿直线传播B．无影灯利用的是光的衍射原理C．任何两束光都可以发生干涉D．为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃答案 D解析光在同一种均匀介质中才会沿直线传播，选项A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，所以选项B正确；只有相干波才可以发生干涉，选项C错误；汽车前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜间行驶时可以减弱对面车辆照射过来的光强，选项D正确．。
光的偏振与光的散射
光的偏振与光的散射光是由电磁波组成的，而电磁波有许多的性质，其中包括光的偏振和光的散射。
在本文中，我们将探讨光的偏振和光的散射的原理和应用。
一、光的偏振光的偏振是指电磁波中的电场矢量在某一方向上振动的现象。
正常的自然光是不偏振的，即电场矢量在所有方向上都振动。
然而，当光通过某些材料或者经过特定的装置时，它的电场矢量就会被限制在某个特定的方向上振动，形成偏振光。
1.1 偏振光的产生偏振光可以通过自然光经过偏振片或偏振器来产生。
偏振片是由具有一定特性的材料制成的，可以选择性地传递或阻挡特定方向的电场振动。
当自然光经过偏振片时，只有与偏振片特定方向振动相同的电场分量能够透过，而垂直于该方向的分量将被阻挡，从而形成偏振光。
1.2 偏振光的应用由于偏振光具有特定的方向性，因此在许多领域都有广泛的应用。
在显微镜中，利用偏振片可以调节光的偏振状态，从而增加对样品的对比度和细节观察。
在液晶显示器中，利用偏振光的旋转特性来控制液晶分子的排列，实现显示效果的切换。
偏振光还在光学通信、偏振成像等领域发挥着重要的作用。
二、光的散射光的散射是指光在传播过程中遇到物质微粒或表面不平整等障碍物，使光的传播方向发生改变的现象。
光的散射可以分为弹性散射和非弹性散射。
2.1 弹性散射弹性散射是指光在与物质相互作用后，仅改变传播方向而不改变波长的现象。
其中，瑞利散射是一种常见的弹性散射现象，它是由于光与比光的波长大数倍的物体（如空气中的气体分子）相互作用而导致的。
瑞利散射使得夜晚的天空呈现出蓝色的原因，因为太阳光中的各种波长的光在大气中发生散射时，蓝色光的散射强度比其他颜色的光要强，所以我们才能看到蓝色的天空。
2.2 非弹性散射非弹性散射是指光与物质相互作用后，波长发生改变的现象。
拉曼散射是一种常见的非弹性散射现象，它产生于光与物质分子之间的相互作用。
在拉曼散射中，光子与物质分子发生相互作用后，能量的差别将导致散射光的频率发生变化，从而使得散射光的波长与入射光不同。
第五章光的偏振
三. 椭圆与圆偏振光的检偏
用四分之一波片和偏振片P可区分出自然
光和圆偏振光或部分偏振光和椭圆偏振光
自然光 圆偏振光
四 自然光 分 之 一 线偏振光 波 片
偏 振
线偏振光
I不变
片
（ 转
线偏振光
I变, 有消光
动
）
以入射光方向为轴
部分 部分偏振光 四 偏振光
分 之 椭圆偏振光 一 线偏振光 波 片
偏 振
sin re
e光折射线也不一定在入射面内。
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生 双折射，该方向称为晶体的光轴。
例如，方解石晶体(冰洲石)
102° A
• 光轴是一特殊的方向,凡平 光轴 行于此方向的直线均为光轴。
B
单轴晶体：只有一个光轴的晶体
双轴晶体：有两个光轴的晶体
4. 主平面和主截面 主平面：晶体中光的传播方向与晶体 光轴构成的平面。
e
ne
c
e
n0 ，ne称为晶体的主折射率
光轴
正晶体 : ne> no
vet
(e< o) vot 负晶体 : ne<
子波源
no
(e>o)
正晶体 (vo > ve)
vet
光轴
vot vet
子波源 负晶体 (vo < ve )
三. 单轴晶体中光传播的惠更斯作图法(e>o)
光轴 线偏振光
电气石晶片
y x
分子型
入射 电磁波
z
z
线栅起偏器
• 偏振片的起偏 P
非偏振光I0
···
二. 马吕斯定律
光的偏振与偏光现象
光的偏振与偏光现象光是一种电磁波，它具有波动性质，而光的偏振和偏光现象是光波在传播过程中经常出现的现象。
本文将从基本概念、偏振过程以及应用等方面来论述光的偏振与偏光现象。
1. 基本概念光的偏振是指光波的振动方向固定的现象。
通常情况下，光波中的电场矢量沿垂直于光传播方向振动，而偏振光则是在某一方向上振动的光。
根据光的偏振方向，可以将光分为三种类型：偏振角为0°的光为线偏振光，偏振角为90°的光为圆偏振光，而偏振角在0°和90°之间的光则为椭圆偏振光。
2. 偏振过程光的偏振可以通过一系列物理过程来实现。
其中，最常见的偏振过程是通过光的反射、折射以及吸收来实现的。
当光波垂直于界面入射时，根据反射定律，反射光中只有与入射光偏振方向相同的振动分量得到反射，而与入射光偏振方向垂直的振动分量则被吸收或者折射。
这样就实现了光的偏振。
此外，还可以通过偏振片来实现对光波的偏振控制。
偏振片是一种特殊的光学元件，通过其内部的分子或者晶格排列方式，只允许特定偏振方向的光波通过，而将其他偏振方向的光波吸收或者衰减。
这样，在光的传播过程中，可以根据需要使用不同的偏振片实现光的偏振控制。
3. 偏光现象光的偏振现象在日常生活中也有广泛的应用。
例如，太阳光的偏振现象可以通过偏振太阳镜来有效地减轻强光的刺激，达到保护眼睛的目的。
此外，偏振片还经常用于液晶显示屏的制造中，通过控制光的偏振方向来调节液晶分子的排列，实现图像的显示。
另外一个重要的应用是在光学显微镜中。
由于生物细胞体内的分子通常会对光的偏振方向有选择地吸收或者散射，通过观察样品在不同偏振方向下的显微图像，可以获得关于样品的偏振信息，从而实现对生物体结构和性质的研究。
4. 总结光的偏振与偏光现象是光波传播中的重要现象。
通过对光波的反射、折射以及吸收等物理过程，可以实现对光波偏振的控制。
偏振片等器件的应用也拓宽了光的偏振现象在实际应用中的范围。
《光的偏振》课件
发展新的光学理论和技术
通过对光的偏振的理论研究，可以发展新的光学理论和技术，推动光学科学的进 步。
光的偏振的未来挑战与机遇
挑战
目前对光的偏振的调控和应用还存在一定的难度，需要进一步研究和探索。同时，随着科技的发展， 对光的偏振特性的要求也越来越高，需要不断提高技术的稳定性和可靠性。
《光的偏振》ppt课件
$number {01}
目录
• 光的偏振简介 • 光的偏振的产生 • 光的偏振的应用 • 光的偏振实验 • 光的偏振的未来发展
01
光的偏振简介
光的偏振定义
光的偏振是指光波的电矢量或磁矢量在 某一特定方向上的振动状态。
光的偏振是光的横波性质的一种表现， 是光波矢量与传播方向垂直的现象。
详细描述
马吕斯定律实验是《光的偏振》课程中的重要实验之一，通过该实验，学生可以观察到 线偏振光通过检偏器后强度发生变化的现象，从而验证马吕斯定律。实验中，学生需要
调整检偏器的透振方向，记录不同角度下的光强数据，并分析实验结果，得出结论。
布儒斯特角实验
总结词
布儒斯特角实验可以用来测定不同介质表面的反射偏振分量和折射偏振分量。
在垂直于传播方向上，光波矢量可以分 解为两个相互垂直的分量，一个分量沿 着入射面内，称为平行偏振；另一个分 量在入射面内与传播方向垂直，称为垂
直偏振。
光的偏振现象
01
自然光通过偏振片后，只允许平行于偏振片透振方向的振动通 过，形成线偏振光。
02
线偏振光通过某些介质后，其振动方向会发生变化，偏离原来
详细描述
布儒斯特角实验是通过测量光线在不同介质表面的反射和折射角，来计算反射偏振分量和折射偏振分量的实验。 在实验中，学生需要调整入射角，观察并记录反射光和折射光的偏振状态，然后根据测量数据计算偏振分量的角 度和幅度。该实验有助于学生深入理解光的偏振状态和偏振光的传播规律。
光的偏振
玻璃
空气
ib
arctan
1.00 1.50
3342
玻璃片堆：用以增大反射光的强度和折射光 的偏振化程度。
对于一般的光学玻璃 , 反射光的强度约占入射光 强度的7.5% , 大部分光将透过玻璃.
利用玻璃片堆产生线偏振光
i0
激光器谐振腔
· ·
i0
· · i0
i0
······ i0
激光输出
M1
第三部分 光的偏振
§17.10 自然光和偏振光
一、偏振光 E
偏振面
光矢量振动面
o
υ
H
振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振 若光矢量保持在一定平面内振动，称此平面为光矢量的振 动面，这种振动状态称平面偏振态。若所有光矢量都在一个平 面内振动称这种光线为线偏振光或平面偏振光。
线偏振光
传播方向
x
E
t
振动 面
• I 变，无消光待检光是什么光
自然光 线偏振光 部分偏振光
检
偏
起偏器
检偏器
自然光通过旋转的检偏器，光强不变
自然光
....
... ...
检偏器
例 平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成 60 夹角。让 自然光垂直入射后,下列两种情况下： (1) 两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收
和e 光振动仍然相互垂直。
5. 正晶体、负晶体
o
光:
no
c vo
( o 光主折射率)
vot
光轴
e
光:
ne
c ve
( e 光主折射率)
光轴 vot
vet
光的偏振与光的偏振方向
偏振光与光的干涉
偏振光：光波的振 动方向在某一特定 方向上
光的干涉：两束或 多束光波相遇时， 产生明暗相间的干 涉现象
偏振片：使自然光 变为偏振光的光学 元件
偏振干涉：偏振光 在通过不同偏振方 向的偏振片时产生 的干涉现象
Part Four
光的偏振实验
实验目的与原理
实验目的：探究光的偏振 现象，理解光的偏振原理
光的偏振方向可以 通过偏振片进行检 测，偏振片只允许 与其偏振方向一致 的光通过。
在光学仪器和摄影 领域中，光的偏振 方向具有重要的应 用价值。
Part Three
光的偏振原理
光的电磁理论
光的电磁波性质
偏振光在电场和磁场方向上的 振动
偏振光在传播过程中的变化规 律 Nhomakorabea偏振光与物质的相互作用
偏振光与电磁波
实验原理：通过观察不同 偏振片下光线的变化，验 证光的偏振现象，并探究 光的偏振方向与偏振片之 间的关系
实验器材与步骤
实验器材：偏振片、激 光笔、半透半反镜、屏 幕
步骤：将偏振片置于激 光笔前，旋转偏振片观 察光斑变化；将半透半 反镜置于偏振片和屏幕 之间，观察光的分束现 象；旋转偏振片，观察 光的合束现象。
光的偏振与光的偏振方 向
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汇报人：XX
目录
01 光 的 偏 振
02 光 的 偏 振 方 向
03 光 的 偏 振 原 理
04 光 的 偏 振 实 验
05 光 的 偏 振 在 生 活 中
的应用
Part One
光的偏振
光的偏振现象
在科学实验和工业生产中，偏振片 也被广泛应用于各种光学仪器和设 备中，提高测量精度和生产效率
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四、使用布儒斯特定律进行起偏和检偏
使用反射方法起偏，只需要将入射光以布儒斯特角入射即可。若使 用折射法起偏，就使用玻片堆，通过多次折射就能达到起偏的目的。 使用布儒斯特定律进行检偏的过程较为复杂一些。若使用反射方法是 将玻片以入射光为轴线旋转，观察反射光光强变化。若光强交替变化并 有消光现象，则入射光是线偏振光；若光强交替变化，但没有消光现象， 则入射光是部分偏振光；若光强不变，则表明入射光是自然光。
i0 r0 90
(b)入射角为布儒斯特角时， 反射光为偏振光
根据折射定律 则1
布儒斯特定律
三、讨论
当i=i0时，反射光为完全偏振光，而折射光一般仍然是部分偏 振光，而且偏振化程度不高。因为对于多数透明介质，折射光 的强度要比反射光的强度大很多。例如，当自然光由n1=1的空 气射向n2=1.50的玻璃时，i0=arctan-1(n2/n1)=56.3·，入射光 中平行于入射面的光振动全部被折射，垂直于入射面的光振动 也有85%被折射，反射光只占垂直入射面光振动15%。
§11.1 光的偏振
11.1.1 自然光与线偏振光
光的偏振现象：在一个垂直于光传播方向的平面内考察，光 振动的方向不一定是各向同性的，可能在某一个方向振动强， 在另一个方向弱（甚至为零）的现象。 一、自然光与线偏振光的定义
振动面：光矢量与光传播方向所组成的平面。 如：由原子（或分子）跃迁发出的每一个光波列，都有 其自身的振动方向，故都是线偏振光。
I = I0 cos2 马吕斯定律
讨论： 1）当α=0,π即二者平行时，I=I0，透射光最强； 2）当α=π/2即垂直时，I=0，出现消光现象。
【例1】如图所示，在两块正交偏振片(偏振化方向相互垂直)P1， ， P3之间插入另一块偏振片P2，光强为 I0 的自然光垂直入射于偏 振片P1，求转动P2时，透过P3的光强 I 与转角的关系。
自然光
偏振光
部分偏振光
11.1.2 偏振片、起偏与检偏
一、偏振片及其偏振化方向
“二向色性”物质
由于具有光的各向异性而对光具有选择吸收性能的物质。 如硫酸碘奎宁，电气石等. 偏振片：定向涂敷有二向色性晶体物质的透明材料。 偏振化方向
二、起偏与检偏
由自然光获得偏振光称为起偏。检查一光束是否是偏 振的过程称为检偏。
自然光的特点：非偏振光。 原因：在一个与光传播方向垂直的平面内考察，光矢量沿各 方向的平均值相等，没有哪一个方向的光振动较其它方向占 优势。
自然光可以分解成两个独立的振动方向互相垂直的偏振光
部分偏振光：是介于偏振光与自然光之间的一种光。相对 于部分偏振光，线偏振光又叫完全偏振光
二、自然光和偏振光的表示方法
三、偏振片的起偏与检偏原理
在偏振片后面得到光强为入射自然光光强I0一半的偏振 光，即
1 I = I0 2
偏振光的振动方向即是偏振片的偏振化方向。
起偏器
偏振片也可以用来检验偏振光， 作为检偏器使用。
1、若B的偏振化方向与偏振光的 振动方向平行，光将完全通过， 得到最大的透射光强。 2、当B的偏振化方向与偏振光的振 动方向垂直时，光完全不能通过， 透射光强度为零 ，称为消光。 3、以入射光线为轴，连续转动检偏 器（偏振片B），光强会呈现强弱交 替的变化且有消光现象，由此能判断 入射光（对B而言）为偏振光，并且 可以根据透射光强最强时的偏振化方 向，确定入射光的振动方向。
11.1.4
布儒斯特定律
一、光在反射和折射中的偏振
实验表明，一般情况下， 自然光入射到两种介质的界面 上时，产生的反射光和折射光 都是部分偏振光，反射光中垂 直于入射面的光振动较强，折 射光中平行于入射面的光振动 较强。
(a)自然光经过反射和折射后，产生 部分偏振光
二、布儒斯特定律
当入射角 i 等于某一特定值时，反射 光是完全偏振光，振动方向垂直于入射面。 这个特定的入射角称为起偏振角，用i0 表 示，它的大小取决于两种介质的相对折射 率。 当光以起偏振角入射到两种介质的界面 上时，反射光线和折射光线相互垂直。于 是有
检偏器
利用偏振片进行起偏和检偏的示意图
11.1.3
马吕斯定律
马吕斯定律及其证明
偏振光入射检偏器时，只有 平行于偏振化方向的光振动分量 能够通过。当入射光的振动方向 与检偏器的偏振化方向OP成α角 时，有
E = E0 cos
因光强与振幅的平方成正比， 透射的偏振光和入射偏振光光强 之比为
2 E1 I = 2 = cos 2 I 0 E0