§9 光的偏振 横截面 光传播方向 E 一.自然光与线偏振光 1.光波的振动矢量 :E H,引起视觉:E §9 光的偏振 一.自然光与线偏振光 1.光波的振动矢量 :E H,引起视觉:E 2.自然光: E 矢量的振动方向各方向几率相同, 见图(a): E 横截面 光传播方向 原因?
原因:原子发光,每一波列E的方向均不相同,波列长度cm数量级,过某一点的时间10-8S,而观察该点的时间》10-8S,因而会出现E在各方向几率相同的现象。 注意: 能量:各 振动方向的任意性。
3.偏振光:振动方向固定,见图(a): 图(b)为部分偏振光的图示。 (a) (b)
二.偏振片起偏与检偏 马吕斯定理 1.起偏与检偏 (1)起偏原理:晶体的二象色性 透光轴 (2)检偏 检偏器:偏振片 E0 E = ? 如何检偏?
I = I0cos2α→马吕斯定律 2.透射光强的讨论---马吕斯定律 见图 α 透射的振幅:E = E0cosα 2.透射光强的讨论---马吕斯定律 见图 α 透射的振幅:E = E0cosα 透射的光强 :I ∝E2 =E02cos2α I = I0cos2α→马吕斯定律
例题:强度为I0的自然光入射到偏振化方向互成300角的两块偏振片上,问透过第一、二片后各为什麽光,光强为多少? 解: 均为偏振光 I1 = ½ I0
三. 反射和折射时的偏振 1.反射起偏:法国科学家马吕斯发现起偏现象,1812年由布儒斯特实验得出。 偏振光 布儒斯特定律: 自然光 i0 当入射角 反射光为偏振光。 i0称为布儒思特角。 γ0 此时: 反射光垂直入射光。 由: 得:
2.玻璃片堆起偏:
i 方解石 r e 光 四.光的双折射现象 1.双折射现象:见图。 o 光为寻常光。 e光为非寻常光。 2.解释:方解石、石英晶体为各向异性 o光:各方向传播速度相同,(n = c/v)折射率、折射方向相同。 e光:各方向传播速度不同,因而出现折射率不同,折射方向不同的现象。
3..应用——尼科耳棱镜 原理:双折射、全反射。见图: 全反射: n1sinθ= n2sinγ 若:n1>n2 则:sinθ<sinγ θ↑→γ=π/2 尼克耳棱镜可用来起偏与检偏。
4. 旋光现象 一.现象 使偏振光的振动面发生偏转。如何观察? 长度 二.规律 实验事实: 浓度 偏转角度 常量与物质有关 固体: 左旋与右旋