2、自然光与偏振光的关系 由于无固定位相关系,自然光中的任意两个光 矢量不能合成一个矢量。 在给定时刻,任一光矢量均可分解为两个相互 垂直的分量 所有光矢量在X, 轴方向的振幅为 =2 ∑an 由于轴对称性,有:A=A 故:自然光可以用两个强度相等、振动方向 相互垂直的无固定位相关系(即独立的或 非相干的)平面偏振光来表示。 设自然光强度为,则有:I0=A2+A2 令
故：自然光可以用两个强度相等、振动方向 相互垂直的无固定位相关系（即独立的或 非相干的）平面偏振光来表示。 2、自然光与偏振光的关系 E • 由于无固定位相关系，自然光中的任意两个光 矢量不能合成一个矢量。 • 在给定时刻，任一光矢量均可分解为两个相互 垂直的分量： aiy aix ai ∴ 所有光矢量在X，Y 轴方向的振幅为： x = i x y = i y A a A a 由于轴对称性，有： Ax = Ay Ay Ax r r 2 : : : , : 2 2 0 2 2 0 0 I I A I A I I I I A A x x y y x y x y = = = = = + 令 则 设 自然光强度为 则有
552线偏振光与部分偏振光 、起偏器:使自然光成为线偏振光的光学元件。 二、线偏振光 1、分解 由于在传播过程中振动矢量的方向始终不变,线偏振光可分解为 两束相互垂直的、位相相同的线偏振光。 E=E1+E,E=(4 ±Ae,)cos(at-kz yy E E E E 取 取
§5.2 线偏振光与部分偏振光 E E e E e (A e A e ) ( t k z) = x x + y y = 0x x 0 y y cos − 一、起偏器： 使自然光成为线偏振光的光学元件。 二、线偏振光 1、分解： 由于在传播过程中振动矢量的方向始终不变，线偏振光可分解为 两束相互垂直的、位相相同的线偏振光。 x z E y Ex Ey x z E y Ex Ey 取“+” 取“-
2、产生:线偏振光由具有二向色性的晶体薄片产生。 二向色性:晶体对不同振动方向的电矢量的选择吸收性质。 偏振片:用具有二向色性的晶体加工成的薄片。它允许沿某个特殊 方向振动的光矢量通过,而对沿其垂直方向振动的光矢量几乎完全吸 收。该特殊方向称为该偏振片的透振方向。 当光通过偏振片后,透射光为线偏振光,其光矢量方向与透振方向一致 起偏器:用于产生线偏振光的偏振片; 检偏器:检验一束光是否是线偏振光的偏振片 O 3、马吕斯定律: = A COS 0 P. P -Icos 0 Ⅰ=A 线偏振光通过偏振片 后光强变化规律
2、产生： 线偏振光由具有二向色性的晶体薄片产生。 • 二向色性：晶体对不同振动方向的电矢量的选择吸收性质。 • 偏振片： 用具有二向色性的晶体加工成的薄片。它允许沿某个特殊 方向振动的光矢量通过，而对沿其垂直方向振动的光矢量几乎完全吸 收。该特殊方向称为该偏振片的透振方向。 当光通过偏振片后，透射光为线偏振光，其光矢量方向与透振方向一致 • 起偏器：用于产生线偏振光的偏振片； • 检偏器：检验一束光是否是线偏振光的偏振片。 3、马吕斯定律： P1 P2 2 I = A I P1 P2 2 2 2 cos cos I I A = = 线偏振光通过偏振片 后光强变化规律
、反射光的偏振态 束自然光入射到两种介质分界面时,反射 光和折射光的传播方向遵从反射定律和折射 定律,其偏振态则由菲涅耳公式决定。 1、部分偏振光: 由菲涅耳公式可推得(过程略):反射光是两个振幅不等、振动 方向相互垂直、非相干的线偏振光的叠加。此光称为部分偏振光。 图示:垂直强于平行 平行强于垂直 2、偏振度P:定量描述部分偏振光的偏振程度的物理量 设:部分偏振光中某方向振动强度最大值为Ⅰ,其垂直方向最小值为 max min P maX min 平面偏振光:In=0,P +1 自然光:Im ⅠP=0 min 2 max min 、不,部分偏振0P16不
三、反射光的偏振态 1 i 2 i ' 1 i 2 n 1 一束自然光入射到两种介质分界面时，反射 n 光和折射光的传播方向遵从反射定律和折射 定律，其偏振态则由菲涅耳公式决定。 1、部分偏振光： 由菲涅耳公式可推得（过程略）：反射光是两个振幅不等、振动 方向相互垂直、非相干的线偏振光的叠加。此光称为部分偏振光。 图示： r r 垂直强于平行 平行强于垂直 2、偏振度P：定量描述部分偏振光的偏振程度的物理量。 max min max min I I I I P + − = 设：部分偏振光中某方向振动强度最大值为 ，其垂直方向最小值为 。 max I min I • 平面偏振光： I nin = 0,P =1 ； • 自然光： I max = I min ,P = 0 ； • 部分偏振光：0﹤P﹤1
3、布儒斯特定律: 1813年,布儒斯特发现: 一般情况下,反射光为垂直(于入射 面)分量强于平行分量的部分偏振光。 12 当反射线垂直于折射线时,反射光成为 2 线偏振光,且其振动矢量垂直于入射面 (现可由菲涅耳公式推得) 10 布儒斯特角 10 i0+12=900由折射定律有 n, sin iio=n2 sin(90-i1o=n2 COSio g 布儒斯特定律:当自然光从介质n1入射到n2的分界面时,若入射角10= 则其反射光为光矢垂直于入射面的线偏振光
3、布儒斯特定律： 1 i 2 i ' 1 i n2 n1 1813年，布儒斯特发现： • 当反射线垂直于折射线时，反射光成为 线偏振光，且其振动矢量垂直于入射面。 （现可由菲涅耳公式推得） • 一般情况下，反射光为垂直（于入射 面）分量强于平行分量的部分偏振光。 10 i 2 i ' 1 i n2 n1 10 i ——布儒斯特角 ( ) 1 2 1 0 1 0 2 1 0 0 1 1 0 2 0 1 0 2 sin sin 90 cos 90 : n n t g i n i n i n i i i = = − = + = 由折射定律有 布儒斯特定律：当自然光从介质n1入射到n2的分界面时，若入射角 则其反射光为光矢垂直于入射面的线偏振光。 1 1 2 10 n n i tg − =