第五章光的偏振 主要内容 围绕光是横波这一事实,研究光在各向异性介质 中的传播规律和应用
第五章 光的偏振 主要内容 围绕光是横波这一事实，研究光在各向异性介质 中的传播规律和应用
教学目的: 牢固掌握布儒斯特定律、马吕斯定律;掌握各种偏 振偏振光的产生条件及检定方法;理解晶体的双折 射现象和二分之一波片、四分之一波片的功用; 解偏振光干涉过程及结果 内容分析: 第一单元(§1—§2):由反射、折射引起的偏振现象。 第二单元(§3~§6):光在晶体中引起的偏振现象 第三单元(§7~§9):偏振光的叠加 第四单元(§10)*:光弹效应和电光效应。 第五单元(§11)*:旋光现象 第六单元(§12)*:偏振态的矩阵表示。 重、难点: 重点:晶体的双折射现象; 难点:对主截面、O光和e光的振动矢量方向、椭圆 和圆偏振光性性质的理解
教学目的： 牢固掌握布儒斯特定律、马吕斯定律；掌握各种偏 振偏振光的产生条件及检定方法；理解晶体的双折 射现象和二分之一波片、四分之一波片的功用；了 解偏振光干涉过程及结果。 内容分析： 第一单元（§1－§2）:由反射、折射引起的偏振现象。 第二单元（§3～§6）:光在晶体中引起的偏振现象。 第三单元（§7～§9）:偏振光的叠加。 第四单元（§10）* :光弹效应和电光效应。 第五单元（§11）* :旋光现象。 第六单元（§12）* :偏振态的矩阵表示。 重、难点： 重点：晶体的双折射现象； 难点：对主截面、o光和e光的振动矢量方向、椭圆 和圆偏振光性性质的理解
∠55.1自然光与偏振光 波纵波;传描方向与振动方向一致的波动,如声波 动 横波:传播方向与振动方向垂直的波动。 光的干涉和衍射揭示了光的波动性。1809年,马吕斯发现光的偏振 现象,证明了光是横波。 、光的偏振 1、偏振:振动方向对于传播方向的不对称性,称为波的偏振 N M E MtE 纵波:包含传播方向的任何平面上,横波:包含传播方向的平面中,又包 其振动均相同,没有谁更特殊。 含振动矢量的那个平面具有特殊性 振动对传播方向具有对称性 振动对传播方向没有对称性 只有横波才具有偏振现象。偏振是区别横波和纵波的标志
§5.1 自然光与偏振光 波 动｛ 纵波：传播方向与振动方向一致的波动。如声波。 横波：传播方向与振动方向垂直的波动。 光的干涉和衍射揭示了光的波动性。1809年，马吕斯发现光的偏振 现象，证明了光是横波。 一、光的偏振 1、偏振： r E M N r E M N 纵波：包含传播方向的任何平面上， 其振动均相同，没有谁更特殊。 ——振动对传播方向具有对称性 横波：包含传播方向的平面中，又包 含振动矢量的那个平面具有特殊性。 ——振动对传播方向没有对称性 振动方向对于传播方向的不对称性，称为波的偏振。 ∴ 只有横波才具有偏振现象。偏振是区别横波和纵波的标志
2、定义: 光是横波:光是电磁波且E⊥r.H⊥r.E⊥H,所以,光是横波 光矢量:在光与物质的相互作用中,(如感光作用和生理效应)主要起 作用是电矢量E,故称E为光矢量 振动面:光矢量E与传播方向构成的平面 定义:光矢量E对传播方向的不对称性称为光的偏振。 3、平面偏振光:在整个传播过程中,若光矢量的振动只限于某一确定平面 内,则该光称为平面偏振光。 其光矢量在垂直于传播方向的平面上的投影为一条方向不变的直线, 故也称为线偏振光。 图示:E垂直于纸面的线偏光 E在纸面内的线偏光
2、定义： • 光矢量：在光与物质的相互作用中，（如感光作用和生理效应）主要起 作用是电矢量 E ，故称 为光矢量。 E • 光是横波：光是电磁波且 E r H r E H ，所以，光是横波 ⊥ , ⊥ , ⊥ • 振动面：光矢量 E 与传播方向 构成的平面。 r 定义：光矢量 E 对传播方向 的不对称性称为光的偏振。 r 3、平面偏振光：在整个传播过程中，若光矢量的振动只限于某一确定平面 内，则该光称为平面偏振光。 其光矢量在垂直于传播方向的平面上的投影为一条方向不变的直线， 故也称为线偏振光。 图示： E 垂直于纸面的线偏光 E 在纸面内的线偏光 r r
二、自然光与偏振光 1、自然光: 任一光源由大量原子(或分子)构成; 每个原子(或分子)发出的光波在确定的时刻具有确定的方向 即为一列线偏振光。大量原子(或分子)发出的众多线偏光的振动 方向和初位相将随时间作无规则变化,相互之间也无确定的位相关 系。在一个周期内求其统计平均,则其振动在垂直于传播方向的平 面内沿各个可能方向取向的几率均相等, 自然光的光振动对传播方向是轴对称均匀分布的。 定义:光矢量的振动以相等的几率存在于空间一切方向上且其时间 平均值相等的光波,称为自然光。 E 如图示:迎着传播方向观察自 然光的振动矢量分布 自然光是由轴对称分布的、无固定位相关系 的大量线偏振光集合而成的
二、自然光与偏振光 1、自然光： • 任一光源由大量原子（或分子）构成； • 每个原子（或分子）发出的光波在确定的时刻具有确定的方向， 即为一列线偏振光。大量原子（或分子）发出的众多线偏光的振动 方向和初位相将随时间作无规则变化，相互之间也无确定的位相关 系。在一个周期内求其统计平均，则其振动在垂直于传播方向的平 面内沿各个可能方向取向的几率均相等， ∴ 自然光的光振动对传播方向是轴对称均匀分布的。 定义：光矢量的振动以相等的几率存在于空间一切方向上且其时间 平均值相等的光波，称为自然光。 r E 如图示：迎着传播方向观察自 然光的振动矢量分布。 ∴ 自然光是由轴对称分布的、无固定位相关系 的大量线偏振光集合而成的