光的偏振

光矢量对于传播方向完全对称的
光波，其效果可用两个互相垂直、 位相没有关联的线偏振光来代替 5.部分偏振光
●●●● ●●● ●●●● ●●● ●●●● ●●● ●●●● ●●●
自然光在传播过程中，由
于外界的作用造成各个振向
●●● ●● ●
时为圆偏振光 4
●● ●●
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上的强度不等的光波
●●● ●● ●
| E1o | tg tg , | E1e |
合振动为线偏振光，其振动面与E1相同
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光的偏振
k d no ne
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉

no ne
k 1
椭圆偏振光的获得 偏振光的干涉 光波偏振态检验法
2 或 ， '' 全波片"
B D
O

基本现象与概念 双折射的解释 双折射棱镜 人为双折射
△ADC中，o、e光出射后播向分析
2.尼科耳棱镜
自然光
A
M
0加拿大树胶 22 e 90
0
时为圆偏振光 4
.....
C
镜中o、e光播向分析（方解石）
加拿大树胶n=1.550,对o光全反射临界角 A 6915 用途

o

E1e
x
| E 1o | tg tg( ); | E 1e |
E1 o
后
1 波片（ ） 2
合振动为线偏振光，其振动面相对于E1顺时针 旋转了2
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光的偏振
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉
d
2k 1

2
k 0
no ne
1 2 no ne
一.实验现象
1. 一般地，R（反射光）和R′（折 射光）都是部分偏振光
● i i ● ● ●

n1 n2
2. R : I I // }且随 i 变化 R : I I //
3. 当i i0时 , R : R: OR OR I I // I // 0 , I 0
E//、E⊥的S(或t)不相同，且
与i有关。一般地 S⊥>S//,数值0∼1之间。 R,R’均为部分偏光
当i=i0时，S//=0,1>S⊥>0. R为振向垂直于入射面的 线偏振光；
t//=1, 1>t⊥>0, R’仍为部分偏振光
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光的偏振
例3-1：已知普通玻璃，当i=i0
23.3 反射偏振和玻璃片堆 一.实验现象 二.布儒斯特定律 三.玻璃片椎
n2 n2 sin i0 sin r , tgi0 2. OR OR的证明 n1 n1 cos i0 sin cos( ) 2
在i0和都小于 的条件下 , 2

i0

2

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光的偏振
3. R、R′的偏振解释
23.3 反射偏振和玻璃片堆 一.实验现象 二.布儒斯特定律 三.玻璃片椎
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光的偏振
23.4 双折射偏振
o光 e光
23.4 双折射偏振
一.基本现象与概念
1.双折射现象
双 折射现 折射现 象
方解石晶体
基本现象与概念 双折射的解释 双折射棱镜 人为双折射
光学性质为各向异性的介质 2.寻常光(o光)和非常光(e光)
sin i o光 : 当i改变时, n0 (定值) sin r
自然光
i0 i0
线偏光
n1

n2
i0
i i0

2
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光的偏振
二.布儒斯特定律
1.表述：
23.3 反射偏振和玻璃片堆 一.实验现象 二.布儒斯特定律 三.玻璃片椎
n2 当tgi0 时, R : I I // ; R : I // 0.I 0. 且OR OR n1
|E|= 常量,方向绕传播方向匀
角速的转动的光波,顺时针为右旋，逆时针为左旋
3.椭圆偏振光
E 的大小和方向都在有规律的
变化， E 的末端在垂直于传播
方向的平面内投影点的轨迹为
右旋圆偏振光
椭圆的光波
右旋椭圆偏振光
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光的偏振
4.自然光
23.1 光波的偏振状态
一.横波的偏振性 二.五种偏振态 三.获得线偏光 的常用方法
三.玻璃片堆
1.问题的提出
2.获得线偏光的原理
23.3 反射偏振和玻璃片堆 一.实验现象 二.布儒斯特定律 三.玻璃片堆
3.实用价值
● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● n ● ● ● ●● ● n ● ● ● ● n ● ●

n1
2
4
时为圆偏振光
2
2
补1： 在布儒斯特定律中，
试证： n1 tan n2
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no=1.658,ne=1.486
o ... 68 ... N o . 光轴
0
e
光的偏振
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉
一.椭圆偏振光的获得
1.晶片
椭圆偏振光的获得 偏振光的干涉 光波偏振态检验法
光轴与晶面平行，厚度为d的双折射晶体
2.获得椭圆偏振光的装置
时， S//=0, S⊥=0.08，求：
R，R′的相对光强。
I0 解 : I s// s// 0, 2
I0 I s s 0.04 I 0 2
Is I s// I s 0.04 I 0
Is 反射光R： 4%； 折射光R' I0 It 96% I0
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光的偏振
一.横波的偏振性 二.五种偏振态 三.获得线偏光 的常用方法
轴对称性实例
E
E振动面
2.偏振振向对于传播方向的不对称性
H
O
v
二.五种偏振态



4
时为圆偏振光
1.线偏振光
●●● ● ●● ●●
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E的方向恒不动其大小随位相改动的光 , 波
光的偏振
2.圆偏振光
23.1 光波的偏振状态
一.横波的偏振性 二.五种偏振态 三.获得线偏光 的常用方法
石 英 （正晶体）
23.4 双折射偏振
基本现象与概念 双折射的解释 双折射棱镜 人为双折射
光轴
方 解 石 （负晶体）
●● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● o波面 ●● e波面 o波面 e波面
vo ve vo ve
光轴
●
●
C
●i A
●
● ● D
●
2.晶体中o光和e光的播向的
确定(以方解石为例)
当A B时,
2



2
E 20
E 2e
B
, 则 | E2e || E2o |
k 1,2, 相长 k 0,1,相消
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2k ( 总 ) (no ne )d { (2k 1)
光的偏振 光的偏振
3.讨论
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉 椭圆偏振光的获得 偏振光的干涉 光波偏振态检验法
时为圆偏振光 4
e
设晶体的厚度为d，o光和e光通
过d出射后，将产生光程差为:
d n0 ne
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●
● D ●
C
A
●
D
C
o● ● e
d
光的偏振
三.双折射棱镜
A
C
23.4 双折射偏振
e
●● ●● ●● ●● ●● ●● ●● ● ● ●● ● ● ●● ●● ● ● ● ● 1.渥拉斯顿棱镜 ●● ● ● ●● ● ● △ABD和△ACD中，o、e光播向分析
偏振片M
Ao
A

波片 Ae
3.晶片中o、e光的振幅和位相差
●●
单 色 自然光
Ao Ae
| E 1o || E 1 | sin | E 1e || E 1 | cos
d 主截面
光轴 偏振化方向
2

(no ne )d 0
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光的偏振
4.光振动的合成 波片 (1)两个同频率振向垂 直简振合成的回顾
x
2
x2 y2 , 2 1 2 2 Ax Ay
"" 顺, 右旋; "-" 逆, 左旋
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光的偏振
(2)光振动的合成
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉 椭圆偏振光的获得 偏振光的干涉 光波偏振态检验法
全波片及其作用
2k , k 1,2, ,
| E1o | E1o E1e | E1e |
结论：
y
E1o
E1
线偏振光经过全波片后，
仍为线偏振光，振向不变
o

E1e
x
全波片（ ）
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光的偏振
1/2波片及其作用
23.5 椭圆偏振光 偏振光的干涉 椭圆偏振光的获得 偏振光的干涉 光波偏振态检验法
y
E1o
前 E1
( 2k 1) , k 0,1,
| E 1o | E1o E1e | E 1e |
2

2
2
, k 0,1,
E1e E1o 1 2 2 | E1e | | E1o |

d
2k 1
no ne

4
k 0
1 4 no ne