电磁波与偏振要点

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电磁波的偏振:光与电磁波的振动方向与偏振现象

电磁波的偏振:光与电磁波的振动方向与偏振现象

电磁波是由电场和磁场相互作用所产生的能量传播现象。

光是一种电磁波,它具有特定的振动方向,也就是偏振状态。

而偏振现象是指电磁波传播过程中,由于介质的影响或其他因素而使电磁波的振动方向发生变化的现象。

光的偏振状态是指光波中电磁场振动方向的确定性。

根据光的电磁性质,光可以是线偏振、圆偏振或无偏振三种状态之一。

线偏振光是指电场振动方向沿着光的传播方向固定的光,圆偏振光则是电场振动方向沿着光的传播方向旋转的光。

光的偏振现象主要是由介质的折射和散射作用引起的。

当光通过折射率不同的介质时,会发生偏振现象。

在这种情况下,折射率与电磁波的振动方向有关,不同的振动方向会导致不同的折射率。

所以通过选择适当的介质,可以改变光的偏振状态。

此外,散射也会导致光的偏振现象。

光在散射过程中会与分子或粒子发生相互作用,使其偏振方向发生改变。

例如,天空中的蓝色是由于大气中的气体分子对光的散射作用导致的。

在这种情况下,散射的过程使得光的振动方向发生变化,最终形成了偏振光。

光的偏振现象在实际应用中有着广泛的应用。

例如,偏振光在光学仪器中的应用得到广泛的关注。

通过合理选择和调整光的偏振状态,可以实现对光的准直、分光和干涉等功能,从而提高光学仪器的性能和精度。

同时,偏振光还广泛应用于光通信、光存储和光计算等领域。

在光通信中,偏振光的使用可以提高信号的传输速率和稳定性。

在光存储和光计算中,偏振光可以实现对光信息的编码、传输和处理。

总之,电磁波的偏振是光具有振动方向和偏振状态的现象。

这种现象主要由介质的折射和散射作用引起。

光的偏振现象在光学仪器和光通信等领域有着广泛的应用。

随着对光学和电磁波性质的深入研究,对电磁波的偏振现象的理解和应用将不断改进和拓展。

电磁波的偏振与常见偏振器

电磁波的偏振与常见偏振器

电磁波的偏振与常见偏振器引言:电磁波是由电场和磁场沿着一定方向传播的波动现象。

在传播过程中,电场和磁场振动方向的变化对电磁波的特性有着重要影响。

本文将介绍电磁波的偏振现象以及常见的偏振器。

第一部分:电磁波的偏振现象电磁波的偏振是指电场和磁场振荡方向的特定取向。

根据振荡方向的不同,电磁波可以分为无偏振、线偏振和圆偏振三种类型。

无偏振光是指电场和磁场在传播过程中振荡方向不固定的光波。

例如,自然光就是一种无偏振光,它由无数个方向不同的电子振荡产生。

无偏振光在实际应用中存在一定的局限性,因为它不能针对特定方向的振动进行调控。

线偏振光是指电场只在一个平面上振荡,而磁场在垂直于该平面的方向上振荡的光波。

线偏振光可以进一步分为水平偏振光和垂直偏振光两种类型。

实际中,线偏振光可以通过特定方法产生,例如通过利用偏振片选择特定振动方向的光。

圆偏振光是指电场和磁场沿传播方向上振动,并形成环绕传播方向的螺旋状模式。

圆偏振光可以分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光两种类型。

左旋圆偏振光和右旋圆偏振光在传播过程中的振动方向沿逆时针和顺时针方向旋转。

第二部分:常见的偏振器为了产生特定偏振光,并对电磁波的振动方向进行调控,人们设计和使用各种偏振器。

偏振片是一种常见的偏振器,它可以选择特定方向的光进行透过,而将其他方向的光进行吸收或减弱。

偏振片的工作原理基于材料内的分子排列结构,通过选择特定方向的振动进行调控。

拓展偏振片是一种特殊的偏振器,它可以将线偏振光转化为圆偏振光或反之。

拓展偏振片的工作原理是通过光学材料的性质,使振动方向发生旋转。

液晶显示器中使用的偏振器也是常见的偏振器之一。

液晶显示器的工作原理是通过控制液晶材料的分子排列,改变通过偏振器的光的振动方向来控制像素的显示。

光栅片是另一种常见的偏振器,它利用光栅的衍射原理来实现光的偏振转换。

光栅片通过特定的光栅结构分离不同方向的光,并对其进行分别处理。

结论:电磁波的偏振是指电场和磁场振动方向的特定取向。

电磁波的极化和偏振

电磁波的极化和偏振

电磁波的极化和偏振电磁波是一种在空间中传播的波动现象,它由电场和磁场的相互作用所构成。

在电磁波的传播过程中,我们常常会遇到两个重要的概念,即极化和偏振。

一、极化的概念极化是指电磁波中电场振动方向的限定。

在自然界中,电磁波可以存在多种不同的极化方式,包括线性极化、圆极化和椭圆极化等。

极化方式的不同,决定了电磁波在空间中的传播性质。

1. 线性极化线性极化是指电磁波电场振动方向沿着一条直线传播的方式。

在这种情况下,电磁波的电场矢量在时间上的变化是简谐的,沿着某个特定的方向振动。

常见的线性极化方式包括水平极化和垂直极化两种,分别表示电场矢量沿着水平方向和垂直方向振动。

2. 圆极化圆极化是指电磁波电场矢量在传播过程中沿圆周方向旋转的方式。

在这种情况下,电场矢量的大小和方向都在不断改变,形成一个圆形的振动轨迹。

圆极化可以进一步分为左旋圆极化和右旋圆极化两种,表示电场矢量的旋转方向。

3. 椭圆极化椭圆极化是指电磁波电场矢量在传播过程中既有振幅变化又有方向变化的方式。

在这种情况下,电场矢量的振动轨迹变成一个椭圆,其长短轴的比例和方向都在不断改变。

二、偏振的产生电磁波的偏振是由于电场和磁场的耦合关系所导致的。

当电磁波通过介质传播或者在特定条件下反射、折射时,会发生偏振现象。

1. 反射偏振当电磁波射入介质表面时,会发生反射现象。

在特定入射角下,反射的电磁波会发生偏振,其中平行于介质表面的电场矢量被增强,垂直于介质表面的电场矢量被减弱或消失。

这种现象称为反射偏振。

2. 折射偏振当电磁波由一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。

在特定折射角下,折射的电磁波会发生偏振,其偏振性质与反射偏振类似。

折射偏振也可以通过使用偏振片来实现。

三、应用领域电磁波的极化和偏振在许多科学和工程领域中都有广泛的应用。

1. 通信领域在无线通信领域,对电磁波的极化和偏振进行研究可以提高通信信号的传输效果和抗干扰能力。

对于天线设计和信号处理等方面的应用,了解和控制电磁波的极化和偏振是十分重要的。

高一物理知识点电磁波的偏振与解析

高一物理知识点电磁波的偏振与解析

高一物理知识点电磁波的偏振与解析高一物理知识点:电磁波的偏振与解析在物理学中,电磁波是一种由电场和磁场交替变化而产生的波动现象。

电磁波具有一系列重要的特性,其中包括偏振和解析。

本文将详细介绍电磁波的偏振和解析相关的知识点。

一、电磁波的偏振1. 偏振的定义偏振是指电磁波中的电场矢量在空间中的振动方向。

普通光是一种自然光,其电场矢量在任意方向上均有相等的振动分量,因此是无偏振光。

而当电场矢量仅在某一个特定方向上振动时,我们称之为偏振光。

2. 偏振的种类根据电场矢量的振动方向,偏振分为水平偏振、垂直偏振、斜线偏振和圆偏振四种类型。

水平偏振:电场矢量沿水平方向振动。

垂直偏振:电场矢量沿垂直方向振动。

斜线偏振:电场矢量在水平和垂直方向上同时存在,呈斜线振动。

圆偏振:电场矢量在平面内旋转振动。

3. 偏振器偏振器是一种能够选择性通过特定方向偏振光的装置。

常见的偏振器包括偏振片和偏振镜。

偏振片是一种由长链分子组成的材料,其内部结构使得它只能通过特定方向上的偏振光。

偏振镜则利用金属薄膜的反射特性产生特定方向的偏振光。

二、电磁波的解析1. 解析的定义解析是指将复杂的电磁波分解成具有确定偏振方向和振幅的简单波的过程。

根据解析的不同方法,电磁波的解析可以分为垂直解析和水平解析两种类型。

垂直解析:将电磁波分解成垂直方向偏振的简单波。

水平解析:将电磁波分解成水平方向偏振的简单波。

2. 解析板解析板是一种能够实现电磁波解析的装置。

解析板通常由两个偏振片叠加而成,通过调整两个偏振片之间的角度可以实现不同方向的解析。

解析板可以用来观察和分析复杂的电磁波。

三、电磁波的偏振与解析的应用1. 光学偏振和解析在光学领域有着广泛的应用。

例如,在摄影中,偏振片可以用来减少光的反射,增强图像的对比度和鲜艳度。

在3D电影中,利用不同偏振方向的光可以实现左右眼观看不同影像的效果。

2. 通信偏振和解析在无线通信中也有着重要的应用。

通过控制电磁波的偏振方向和解析,可以实现信号的多路传输和解析。

电磁波的偏振电磁波振动方向的特性

电磁波的偏振电磁波振动方向的特性

电磁波的偏振电磁波振动方向的特性电磁波的偏振——电磁波振动方向的特性电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的一种波动现象,是一种传播能量的方式。

而电磁波的偏振则是指电磁波中电场或磁场的振动方向具有某种规律性。

一、电磁波的偏振原理电磁波的偏振是由偏振器产生的,偏振器可以将电磁波中某一方向的振动分量通过,而将其他方向的振动分量阻挡,这样产生的电磁波就具有特定的偏振方向。

二、电磁波的偏振方式根据电磁波的偏振方向不同,可以将电磁波的偏振方式分为线偏振、圆偏振和未偏振三种。

1. 线偏振线偏振是指电磁波的电场或磁场在一个固定的平面内振动,而另一个垂直于此平面的方向上不振动。

线偏振的电磁波可以通过一根偏振片来获得。

常见的线偏振有水平偏振和垂直偏振两种。

2. 圆偏振圆偏振是指电磁波的电场或磁场按照一个圆周方向进行振动,形成顺时针和逆时针两个方向的圆偏振。

圆偏振的电磁波可以通过让电场和磁场的振动方向呈现一定的相位差来实现。

3. 未偏振未偏振的电磁波是指电磁波的电场和磁场的振动方向在时间上是随机变化的,没有明确的振动方向规律。

未偏振的电磁波可以通过多个方向上的线偏振或圆偏振叠加而成。

三、电磁波偏振的应用电磁波的偏振有着广泛的应用,尤其在光学领域中。

1. 光学领域在光学器件中,根据电磁波的偏振特性可以设计出偏光镜、偏振片等器件,用于控制光的偏振方向以及进行光的分析与检测。

2. 通信领域在通信领域中,电磁波的偏振可以用于增加信号传输的容量和保障信号传输的可靠性。

通过控制电磁波的偏振方向,可以减少信号的重叠和互相干扰,提高信号传输的效率。

3. 显微镜观测在显微镜观测中,通过电磁波的偏振可以增强显微镜图像的对比度,提供更清晰的观测效果。

这种技术被广泛应用于生物医学领域以及材料科学中的微结构研究。

四、总结电磁波的偏振是指电磁波中电场或磁场振动方向的特性。

根据振动方向的规律性,电磁波的偏振可以分为线偏振、圆偏振和未偏振。

通过应用电磁波的偏振特性,可以实现信号传输的增加容量和可靠性,提高光学观测的分辨率,推动科学技术的不断发展。

电磁波与偏振要点

电磁波与偏振要点

電磁波與偏振17.1 電磁波的傳播機械波是粒子的振動,需要介質作傳播。

但是,電磁波是電場和磁場的振動,可通過真空。

電磁學的理論指出電荷加速會發出電磁波。

而另一種產生電磁波的方法是通過受激原子或分子的電子躍遷。

電磁波的傳播 如圖所示,標示著E 的線是電力線,而標示著B 的線是磁通量線。

平面正弦電磁波沿x -方向移動,如圖所示。

此波動的電場E 和磁場B 的方程分別是 E y = E y 0 sin(ωt - kx ) 和 B z = B z 0 sin(ωt - kx )電磁波的傳播方向以矢量 P 表示,而且B E k P⨯=E= 電磁波的電場強度矢量 B= 電磁波的磁場通量密度矢量 k = 取決於介質的恆量 P= 波因亭矢量,即通過每單位面積的輻射功率(能量流向矢量)17.2 電磁波譜下圖是整個電磁波譜。

2014Hz 頻率102081661241010波長m10101010101010電磁波譜成員的一些資料和應用無線電波:通訊、無線電廣播圖中的設置可以產生無線電波。

一般只顯示電場的振動。

振盪的電勢令天線內的電子上下振動。

當發出的無線電波與電子振動垂直時,波振幅A 會最大。

而其他的方向,波振幅將會是A cos θ。

微波:雷達、(衛星)通訊、煮食 微波發射器、微波接收器紅外線:遙控器、焗爐、焗乾油漆、航海通訊和溫室。

光電晶體管(紅外線接收器)發熱的物體會產生紅外線。

紅外線又可稱為熱幅射。

可見光:人眼能看見的範圍。

紫外線: 檢驗紙幣,亦能令螢光物質發亮、皮膚曬黑。

這是由受激原子或分子發射。

大部份由太陽發射的紫外線會被臭氧層吸收。

因此,臭氧層保護我們暴露在此有害輻射之下,防止皮膚癌的出現。

非常熱的物體會產生紫外線。

紫外線探測器X-射線:醫療上的應用(容後) X-射線管、照相底片γ 射線:放射治療這是由不穩定的 原子核 發射出來。

(容後) 照相底片電振動器天線電磁波的共通特性各電磁波都能通過真空。

实验报告电磁波的偏振现象观察与研究

实验报告电磁波的偏振现象观察与研究

实验报告电磁波的偏振现象观察与研究实验报告:电磁波的偏振现象观察与研究一、实验目的本次实验旨在深入观察和研究电磁波的偏振现象,理解偏振的基本概念和特性,探究偏振现象在不同条件下的表现和规律,以及其在实际应用中的重要意义。

二、实验原理电磁波是一种横波,其电场和磁场的振动方向相互垂直,并与电磁波的传播方向垂直。

当电磁波的电场振动方向在一个特定的平面内时,就称其为偏振电磁波。

偏振可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振等不同类型。

线偏振光的电场振动方向始终保持在一个固定的直线方向上。

圆偏振光的电场矢量端点的轨迹是一个圆,其旋转方向可以是顺时针或逆时针。

椭圆偏振光的电场矢量端点的轨迹是一个椭圆。

通过使用偏振片,可以选择性地让特定方向振动的偏振光通过,从而实现对偏振光的检测和分析。

三、实验仪器1、激光光源2、起偏器3、检偏器4、光功率计5、旋转台四、实验步骤1、搭建实验装置将激光光源、起偏器、检偏器依次放置在旋转台上,并调整它们的位置,使激光能够依次通过起偏器和检偏器。

2、调节起偏器旋转起偏器,使通过起偏器的光成为线偏振光。

使用光功率计测量此时的光功率,记为 P₁。

3、旋转检偏器在保持起偏器位置不变的情况下,缓慢旋转检偏器,并使用光功率计测量不同角度下通过检偏器的光功率 P₂。

4、记录数据以检偏器旋转角度为横坐标,光功率 P₂为纵坐标,记录测量的数据。

5、重复实验改变激光光源的强度和波长,重复上述实验步骤,观察实验结果的变化。

五、实验数据与分析1、当起偏器和检偏器的偏振方向平行时,通过检偏器的光功率最大;当两者的偏振方向垂直时,通过检偏器的光功率最小,几乎为零。

这表明线偏振光通过与其偏振方向平行的检偏器时,光强不发生变化;通过与其偏振方向垂直的检偏器时,光强被完全阻挡。

2、随着检偏器旋转角度的变化,光功率呈现出周期性的变化,符合马吕斯定律:I = I₀cos²θ,其中 I 为通过检偏器后的光强,I₀为通过起偏器后的光强,θ 为起偏器和检偏器偏振方向之间的夹角。

电磁波的偏振与反射现象

电磁波的偏振与反射现象

电磁波的偏振与反射现象电磁波是一种由电场和磁场相互作用传播的波动现象。

在自然界中,电磁波广泛存在,包括可见光、无线电波、微波等等。

本文将重点讨论电磁波的偏振和反射现象,探索其背后的原理和应用。

一、电磁波的偏振偏振是指电磁波在传播过程中的振动方向。

通常情况下,电磁波沿着垂直于传播方向的平面振动,这个平面被称为波动面。

而电磁波的振动方向可以沿着不同的方向呈现,其中最常见的有线偏振和圆偏振。

1. 线偏振:线偏振是指电磁波的振动方向只能沿着某一直线方向传播,而不能沿着其他方向振动。

实现线偏振的方法有很多,其中一种常用的方法是使用偏振片。

偏振片可以通过选择性吸收或者透过电磁波的方式来实现线偏振。

2. 圆偏振:圆偏振是指电磁波的振动方向按照圆形或椭圆形轨迹传播。

与线偏振不同的是,圆偏振的电磁波在传播过程中的振动方向会不断改变,沿着传播方向形成一个自转的螺旋线。

二、电磁波的反射现象反射是指电磁波在遇到界面时发生方向改变的现象。

当电磁波从一种介质传播到另一种介质时,会发生反射和折射两种现象。

1. 反射:反射是指电磁波从界面上的介质返回原来的介质。

反射现象可以通过反射定律来描述,即入射角等于反射角。

不同频率的电磁波在反射时会产生不同程度的偏振现象,这也是我们在观察反射现象时可以观察到光的偏振的原因。

2. 折射:折射是指电磁波从一个介质传播到另一个介质时改变方向的现象。

根据折射定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。

当电磁波从一个介质传播到另一个介质时,根据两种介质的折射率不同,电磁波的传播速度也会改变。

三、电磁波的应用电磁波的偏振和反射现象在很多领域都有着广泛的应用。

1. 光学领域:在光学领域,我们常常使用偏振片来实现光的偏振。

通过调整偏振片的方向和角度,可以得到不同偏振方向的光,进而实现对光的调控和利用。

这在显微镜、光学仪器、液晶显示器等方面都有着重要的应用。

2. 通信领域:在无线通信中,电磁波的偏振可以用来提高信号的传输质量和抗干扰能力。

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電磁波與偏振17.1 電磁波的傳播機械波是粒子的振動,需要介質作傳播。

但是,電磁波是電場和磁場的振動,可通過真空。

電磁學的理論指出電荷加速會發出電磁波。

而另一種產生電磁波的方法是通過受激原子或分子的電子躍遷。

電磁波的傳播 如圖所示,標示著E 的線是電力線,而標示著B 的線是磁通量線。

平面正弦電磁波沿x -方向移動,如圖所示。

此波動的電場E 和磁場B 的方程分別是 E y = E y 0 sin(ωt - kx ) 和 B z = B z 0 sin(ωt - kx )電磁波的傳播方向以矢量 P 表示,而且B E k P⨯=E= 電磁波的電場強度矢量 B= 電磁波的磁場通量密度矢量 k = 取決於介質的恆量 P= 波因亭矢量,即通過每單位面積的輻射功率(能量流向矢量)17.2 電磁波譜下圖是整個電磁波譜。

2014Hz 頻率102081661241010波長m10101010101010電磁波譜成員的一些資料和應用無線電波:通訊、無線電廣播圖中的設置可以產生無線電波。

一般只顯示電場的振動。

振盪的電勢令天線內的電子上下振動。

當發出的無線電波與電子振動垂直時,波振幅A 會最大。

而其他的方向,波振幅將會是A cos θ。

微波:雷達、(衛星)通訊、煮食 微波發射器、微波接收器紅外線:遙控器、焗爐、焗乾油漆、航海通訊和溫室。

光電晶體管(紅外線接收器)發熱的物體會產生紅外線。

紅外線又可稱為熱幅射。

可見光:人眼能看見的範圍。

紫外線: 檢驗紙幣,亦能令螢光物質發亮、皮膚曬黑。

這是由受激原子或分子發射。

大部份由太陽發射的紫外線會被臭氧層吸收。

因此,臭氧層保護我們暴露在此有害輻射之下,防止皮膚癌的出現。

非常熱的物體會產生紫外線。

紫外線探測器X-射線:醫療上的應用(容後) X-射線管、照相底片γ 射線:放射治療這是由不穩定的 原子核 發射出來。

(容後) 照相底片電振動器天線電磁波的共通特性各電磁波都能通過真空。

各電磁波在真空中的速率是c = 3⨯108 m s -1 而且λf c =。

各電磁波是橫波而會偏振。

17.3 偏振圖中是一個沿x -方向移動的橫波,其干擾可以在y -z 平面的任何方向振動。

振動面的俯視圖若波動的干擾在各方向均相等或完全隨機,我們稱之為非偏振波。

部份偏振波是指波動的干擾會在某一方向特別強,而垂直此方向則特別弱。

偏振波是指波動的干擾只會在某一方向進行。

偏振「即偏振的狀況」只會在橫波情況下發生。

縱波是不會進行偏振。

17.3 光的偏振用電場表示光的偏振方向。

❒ 例17-1水平偏振波 這波動的干擾是在水平方向出現。

繪畫一由天線產生的水平偏振波,並且沿x -軸移動。

解天線應沿z 軸放置。

❑振動方向 前進方向y zxyzx xy傳播方向z Ez-偏振波BE共有三種方法令非偏振光變成偏振光: 選擇吸收、反射和散射選擇吸收產生偏振偏振片「或偏振器」是一塊晶體。

它讓某一個特定平面內的光振動即電場振動透射,但吸收在與上述平面垂直的平面內的振動。

分辨不同類型的偏振的實驗如圖設置透過偏振片觀察光源。

在偏振片的平面上轉動偏振片 360o 。

觀察透過偏振片的亮度變化。

結果和結論倘亮度保持不變,光源發出非偏振光。

倘亮度變暗兩次,光源發出部份偏振光。

倘亮度有兩次完全消失,光源發出面偏振光。

理論 偏振片內的分子是長鏈狀。

當非偏振光通過、例如鉛直長鏈分子後,垂直方向的電場會將鏈狀分子內的電子振動並因此被吸收。

但是因為電子不可能在相鄰鏈狀分子之間移動,所以通過的光會變成水平偏振。

在首個實驗中,不論哪一個方向的電場被吸收了,餘下電場的強度均是相同。

因此,當轉動偏振片時, 亮度保持不變。

在第二個實驗中,倘強度最強的電場被吸收了,餘下電場的強度將最弱;相反地,倘倘強度最弱的電場被吸收了,餘下電場的強度將最強。

因此,當轉動偏振片360o 時,亮度變暗兩次。

在最後一個實驗中,當惟一方向的電場被吸收後,所有光將被阻隔。

因此,亮度有兩次完全消失。

光源偏振片觀察者微波偏振的示範實驗如圖設置實驗。

啟動微波發射器。

觀察檢流計讀數。

將發射器沿其中軸轉動 90o 。

觀察檢流計讀數。

結果和結論當發射器轉動 90o 後,檢流計讀數下降至零。

發射器產生的微波是面偏振波。

跟著放置一塊金屬柵在發射器和接收器中間,如圖所示。

觀察檢流計讀數。

將發射器沿其中軸轉動 90o 。

觀察檢流計讀數。

結果和結論首先讀數差不多是零。

發射器產生的微波是垂直偏振,所以會被垂直的金屬柵吸收。

跟著,讀數會變成最大值。

原因是水平偏振的電場不可能被垂直的金屬柵吸收。

理論 微波的垂直電場會令垂直金屬柵內的電子振動,微波並且因此被吸收或反射。

但是,因為電子不可能在相鄰柵的金屬線間移動,所以水平分量的電場則不會被影響。

反射產生偏振在一般情況,由物質反射的光是部份偏振。

但是,當入射角符合以下條件:反射角與折射角互相垂直時,則反射光將會是面偏振光。

折射光永遠是部份偏振。

金屬柵金屬柵的正面絕緣體非偏振光側面的表示方法非偏振光正面的表示方法考慮入射光如圖所示,分解成兩個分量。

當 i = i p ,i p + r + 90o = 180o ⇒ r = 90o - i p 但是 n 1 sin θ1 = n 2 sin θ2 跟著 n 1 sin i p = n 2 sin(90o - i p )∴12tan n ni p =倘介質1i p = 該物質或介質的偏振角 n = 該物質或介質的折射率這就是布魯斯定律。

例如:水的 n = 1.33 則 i p = 53o❒ 例 17-2一面偏振光線以偏振角入射某物質,如圖所示。

該物質的臨界角是 24.4o 。

求入射角和說明入射光的偏振方向。

解n = 1/SinC ⇒ n = 2.42 tan i p = n ⇒ i p = 67.6o因為入射光沒有水平的電場振動,所以沒有反射光。

一般情況下,偏振角入射的反射光是水平偏振。

❑顯示反射造成偏振的實驗如圖設置實驗。

通過一偏振片觀察反光面。

偏振片的方向應調校至吸收水平偏振光。

改變俯角直至反射光消失。

光源觀察者理論當非偏振光入射反光表面,電磁波的電場會令玻璃中的電子就沿(透射光的)電場方向振動。

電荷的振盪會產生電磁波,所以分子隨即再發射出光(反射)。

對於振動的電子,其振盪電場若是入紙和出紙方向,則反射是有效地輻射。

但若其振盪電場是在紙平面,方向會與反射光非常接近,所以此反射光會相對較弱。

因此,反射光是部份偏振。

當反射光是垂直於折射光時,偏振是完全的。

這是因為只有一平面的電場矢量可以被反射,另一平面的反射將會是縱向的振盪,是不可能。

折射光由此至終都是部份偏振,但會其偏振程度比反射光的較輕微。

散射產生偏振當非偏振光入射分子時,光會被吸收。

然後,振盪的電子令分子再發射電磁波。

與玻璃反射不同之處是光會向所有方向再發射。

在這些散射光中,與入射光垂直的將會是完全偏振。

這是因為光的橫波特性,令該方向只有一個平面的電場振盪可以存在。

顯示散射造成偏振的實驗如圖設置實驗垂直於入射光線的散射光是面偏振小型強光源 及透明水箱偏振片觀察者一束強非偏振光通過一槽混濁的水。

在不同方向,通過偏振片觀察水箱射出的散射光。

在偏振片的平面上轉動偏振片。

結果及結論從垂直入射光方向觀察,光線會被阻隔兩次。

垂直於入射光的散射光是面偏振。

沿入射光方向觀察,光線的亮度不變。

依原來方向的光是非偏振。

在其他方向觀察,散射光線會變暗兩次。

其他方向的散射光是部份偏振。

偏振的應用香港的無線電廣播中的AM「調幅」訊號一般是鉛直偏振;無線電廣播中的FM「調頻」訊號「VHF 100MHz 甚高頻」則一般是水平偏振。

電視訊號「UHF 400 MHz 超高頻」是透過鉛直及水平偏振廣播。

接收電場的金屬棒形天線應與傳訊電波的電場方向平行。

接收磁場的金屬環形天線「或棒形電感器」應與傳訊電波的磁場方向垂直。

要有好的訊號接收,天線的方向必須且指向發射台。

由水面反射的太陽光或由天空散射下來的光是一般假設成「水平」部份偏振。

要減低眩光,太陽眼鏡會使用垂直偏振片,當中的長鏈狀分子是水平地排列以吸收眩光的水平方向電場。

晴天藍色的天空和日落紅色的天空均是用散射解釋。

空氣分子的固有頻率與紫外線接近,所以空氣分散射可見光中的紫光部份是較有效。

在正午時份,太陽光通過的較薄大氣層。

只有藍光和紫光會較有效地散射。

但因為人眼對紫光不靈敏。

因此,太陽看似是白色而天空是藍色。

在日落時,太陽光通過較厚的大氣層。

只有紅光的散射較輕微。

因此,太陽看似較紅色和較大。

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