椭圆偏振光和圆偏振光

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二、自然光 各个方向上电矢量的时间平均 值相等。 它可以看作是两个 振幅相同、振动相 互垂直的非相干的 线偏振光的叠加。
Ax A y
7
if : I A , I A
2 x x y 2 2 0 x y x
2
y
I then : I A A I I , I I . 2

A A p1 p1 当 i i 90 时，有 0 ，即 A 0 . 0，即A 0 1 2 p1 布儒斯特定律 : 当i1A i2 90 时，有 p1 Ap1 p1
即： 此时电矢量的平行分量 完全不能反射，反射 即： 此时电矢量的平行分量 完全不能 偏振光。这个特殊的入 射角称为全偏振角 布 儒斯特角，用 i10表示，
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一、双折射现象
同一束入射光折射后分成两束的现象。 寻常光（ordinary ray）: 遵从折射定律； 非常光（extraordinary ray）:不一定遵 从折射定律。
（ e光 ）
（O光）
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二、光轴和主截面
⒈ 光轴：若改变入射光的方向，将发现 在晶体内存在着一些特殊的方向，沿着 这些特殊方向垂直入射的光并不发生双折 射，这些特殊的方向就称为晶体的光轴。
2 马吕斯定律（1880 年）
N
I0
E0
M
E
检偏器
I
起偏器
M N
E

E0
E E0 cos
马吕斯定律: 2 I I0cos
I E 2 I 0 E0
其中 I0 E0
2
2
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A tg (i1 i2 ) tg (i1 i2 ) A p1 p1 二. 利用布儒斯特定律产生线偏振光 Ap1 tg (i1 i2 ) Ap1 tg (i1 i2 )
min
min
I I 0 , then : p :p1, 反射 光是线 偏振光 . — .偏振 度最大 的光 0 , then 1, 反射光是线偏振光 — 偏振度最大的光 ② if
min
min
9
5.2 产生线偏振光的两种方法
起 偏 与 检 偏
起偏器
检偏器
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一、由二向色性产生线偏振光
1. 二向色性：
第五章
光的偏振
Chap.5 Polarization of Light
1
主 要 内 容
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 自然光与偏振光 线偏振光与部分偏振光 光通过单轴晶体时的双折射现象 光在晶体中的波面 光在晶体中的传播方向 偏振器件
2
5.7 5.8 5.9
椭圆偏振光和圆偏振光 偏振态的实验检验 偏振光的干涉
引言: 光学各向异性介质的特点： 1）二向色性：介质对不同的偏振方向的光 有不同的吸收系数。如偏振 片。 2）光速(折射率)与光的偏振方向有关。 如某些晶体。
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各向异性来源于介质的结构和原子相互作用 的不对称性。 气体、液体：分子取向随机，宏观上表现 为各向同性。 固体：如果微粒的相互作用对称，则表现 为各向同性，不对称，则表现为各向异性。 其中: 立方晶系的晶体，为各向同性（如 NaCl等），其它结构的晶体，为各向异性， 如方解石（CaCO3），石英(SiO2)等于相 对折射率
n2
sin i2
sin( 90 i10
13 布儒
自然光以布儒斯特角入射到透明介质堆上时， 透射光几乎是线偏振光，它的电矢量平行于入 射面。 在偏振光分析和激光技术中，广泛地应用 着反射起偏和透射起偏。
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5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 ——产生线偏振光的第三种方法
101052, 7808
A D B C B C
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光轴
A D
注意：光轴仅标志一定的方向, A 并不特指某条直线。 单轴晶体： 只有一个光轴的晶体。如方 B 解石（碳酸钙、冰洲石）、石 英（水晶）、红宝石等。 双轴晶体： 有两个光轴的晶体。如云母、 硫磺、黄玉等。
D
C
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⒉ 主平面： 包含晶体光轴和给定光线的平面 3. o,e光的性质 实验表明： 1）o光是线偏振光，振动方向 垂直于o光主平面. e光是线偏振光，振动方向 平行于e光主平面. 2) 当光轴在入射面内或垂直于 入射面时， o, e光的振动方 向相互垂直。
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5.4
光在晶体中的波面——惠更斯 对双折射现象的解释
o光沿着一切方向传播的速度都相同，o光的 波面是一个球面。 e光它在不同方向有不 同的传播速度。e光 的波面是旋转椭球面。 e光的传播方向不一 定垂直于波面。
3
自然光 部分偏振光 偏振态 线偏振光 圆偏振光 椭圆偏振光
4
自
光
5.1 自然光与偏振光
一、光的偏振性 偏振：振动方向对于传播方向的 不对称性。只有横波才有偏振现象。
5
线偏振光：光在传播过程中电矢量的 振动只限于某一确定平面内（投影为 直线）。 振动面：电矢量和光的传播方向所构 成的平面。
光中只剩下垂直于入射 面的分量，即反射光是 线 光中只剩下垂直于入射 面的分量，即
偏振光。这个特殊的入 射角称为全偏 儒斯特角，用 i10表示，
2
n2 n2 sin i10 sin i10 sin i10 tgi10 ( n2 n2 sin i10 tgi ) sin i10 i10 tgii10 sin( 90 ( i10 ) cos n1 n1 sin
是指有些晶体对不同方向振动的电矢量， 具有选择吸收的性质。 偏振片：含有平行地排列起来的长链聚合物分 子的薄膜, 具有二向色性. 如：电气石（天然）、聚乙烯醇（人工）。 透振方向：垂直于长链方向。
产生平面 偏振光的偏振片。 用作起偏器，也 检验平面 偏振光的偏振片。 可以用做检偏器
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偏振片，既可以
0 y x y
8
三、部分偏振光(P. 217)：
某一方向的光 振动比与之垂 直方向上的光 振动占优势.
I max I min 偏振度P： P 偏振程度的量度. I max I min I max , then ,反 光非 .— I I, then :p: p 0 , 反0射 光射 是光 自是 然自 光然 .— 偏振 ① ifI max