2020高中物理竞赛辅导课件—基础物理学（山大联赛版）第十四章 光学 (共3份打包)

第 十 三 章 光的偏振 §13 -9 自然光 偏振光 振动方向与传播方向组成的平面 光矢量 E 的振动方向对传播方向的不对称性 ★ 结论：只有横波才有偏振现象。 ★ 偏 振： ★ 偏振态： ★ 振动面： 光矢量在垂直光传播方向的平面内的振动状态 光矢量振动面 u O H E 一、自然光及其特点 没有优势方向 自然光的分解 光矢量具有环绕传播方向的对称性，垂直光传播方向的平面内，光振动 没有优势方向； 2. 各方向的光矢量振幅相等； 3. 可用一对独立的、相互垂直的、 振幅相等的光矢量表示。 ★ 自然光的表示方法： “ ” 表示光振动⊥纸面； “ ” 表示光振动∥纸面。 二、线偏振光 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解： —只含某一个固定振动方向的光。 ★ 线偏振光的表示方法： 简称：偏振光 亦称：完全偏振光，平面偏振光 E 播 传 方 向 振 动 面 θ 三、部分偏振光 部分偏振光的分解 部分偏振光 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、独立的、 振幅不等的线偏振光。 ★ 部分偏振光的表示方法： ∥纸面的光振动较强 ⊥纸面的光振动较强 — 某振动方向占优势的光  · · · · · · · 四、圆偏振光和椭圆偏振光 ★ 圆 偏 振 光 —光矢量在⊥传播方向的平面内 ★ 椭圆偏振光 左旋光 右旋光 端点的轨迹是圆的光。 以一 定角频率旋转，且光矢量 —光矢量在⊥传播方向的平面内 端点的轨迹是椭圆的光。 以一 定角频率旋转，且光矢量 五、获得偏振光的方法 1. 利用晶体的二向色性； 二向色性 — 吸收一个方向光振动而透过另一个方向光 振动的特性 2. 利用自然光在介质表面的反射和折射； 3. 利用晶体的双折射； 4. 利用分子散射； 5. 利用新型激光。 ● ● ● ● ● ● ● §13-10 偏振光的获得和检测 (起偏和检偏) 一、起偏和检偏 1. 起 偏：使自然光或非偏振光变成线偏振光。 2. 检 偏：检验入射光的偏振性。 利用晶体的二向色性 4. 偏振片的偏振化（透振）方向： 透过偏振片的光振动方向 3. 偏振片： 制成的透明薄片 透 振 方 向 自然光 偏振片 线偏振光 光强 I 不变 ，  是什么光 ？ 光强 I 变，有消光  是什么光 ？ 光强 I 变，无消光  是什么光 ？ 5. 偏振片的起偏和检偏方法 ⑴ 起偏 ⑵ 检偏 偏振片既可作起偏器又可作检偏器。 I ? 待检光 P 偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 自然光 线偏振光 两偏振片的偏振化方向相互垂直，光强为零 自然光 线偏振光 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 两个偏振片的偏振化方向相互平行，光强最大 起偏器 检偏器 ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 检偏器 ● ● ● ● ● ● 自然光 线偏振光 二、马吕斯定律