光的偏振及相關知識光的偏振及相關知識光的偏振及相關知識§1自然光與偏振光一.光的偏振性1.定義偏振：偏振現象橫波振動面波振動方向對于傳播方向的不對稱性.2.偏振態的種類：橢圓偏振光自然光、平面偏振光(線偏振光)、部分偏振光、圓偏振光、2021/1/102§1自然光與偏振光一.光的偏振性1.定義

偏振：偏振現象

橫波

振動面

波振動方向對于傳播方向的不對稱性.2.偏振態的種類：橢圓偏振光自然光、平面偏振光(線偏振光)、部分偏振光、

圓偏振光、2025/3/312自然光（非偏振光）一般光源發出的光圓偏振光橢圓偏振光左旋右旋偏振態的分類部分偏振光完全偏振光左旋右旋平面偏振光（線偏振光）一般，用單色光討論偏振態。2025/3/313二.自然光與偏振光

1平面偏振光(線偏振光)振動面

光矢量（）只在一個固定平面內沿單一方向振動的光叫線偏振光（也稱平面偏振光）光振動方向與傳播方向

決定的平面稱為振動面

·面對光的傳播方向看2025/3/314線偏振光可沿兩個相互垂直的方向分解EEyEx

yx

表示法：·····光振動垂直板面光振動平行板面2025/3/315獨立、同一原子不同時刻發的光

普通光源(自發輻射產生)一般發射自然光獨立、不同原子同一時刻發的光

·

·

D

=(E2-E1)/h

E1

E2

波列

波列長

L=cDt

發光時間Dt

10-8s原子發光：瞬息萬變的初相位；此起彼伏、方向不定的間歇振動。自發輻射躍遷2.自然光2025/3/316自然光特點在垂直光線的平面內，光矢量沿各方向振動的概率均等.XYZE沒有優勢方向這種大量振幅相同、各種振動方向都有、彼此沒有固定相位關系的光矢量的組合叫非偏振光或自然光。總光強Ey

Ex

圖示法

可以分解為彼此獨立、振幅相等、振動方向互相垂直、不相干的兩束線偏振光.2025/3/317xyz部分偏振光及其表示法垂直紙面的光振動較強在紙面內的光振動較強3.部分偏振光

可以看成自然光和線偏振光的混合.

偏振度意義：對各種偏振程度不同的光給以定量描述。注意：Imax、Imin的方向必須相互垂直2025/3/318偏振度0﹤P﹤1平面偏振光:Imin=0，P=1自然光：Imax=Imin，P=0部分偏振光：Io—總光強IP—偏振光的光強In—自然光的光強IP

=

0P

=

0

自然光In

=

0P

=

1

線偏振光2025/3/319§2線偏振光和部分線偏振光振動方向相互垂直的兩列光波的疊加

振動

垂直相位

相同

說明：

一束線偏振光自然光偏振片

線偏振光

兩束垂直

、同相的線一.線偏振光的表示2025/3/3110二.起偏和檢偏1.起偏

(1)物質的二向色性，

(2)反射和折射，

(3)雙折射,

(4)散射，

….從自然光獲得偏振光叫“起偏”，相應的光學器件叫“起偏器”。3.物質的二向色性起偏二向色性：

如:

電氣石對o

光和e

光的吸收有很大差異.

晶體對光振動選擇吸收的特性。

2.起偏的途徑利用某種形式的不對稱性,如2025/3/3111電氣石

Z

1mm

厚的電氣石可將

o

光吸收凈，e

光卻有剩余——可制成偏振片.

人造偏振片：聚乙烯醇加熱拉伸碘液浸染玻片保護偏振片的透振方向：偏振片透過電矢量的方向。

線偏振光用偏振片獲得線偏振光偏振化方向Z偏振片出射光強2025/3/3112偏振片--大分子物質對振動方向反映出吸收系數不同偏振化方向自然光振線偏光偏振片2025/3/3113形象說明偏振片的原理通光方向腰橫別扁擔進不了城門2025/3/31144.檢偏用偏振器件分析、檢驗光束的偏振狀態稱“檢偏”。偏振片既可“起偏”又可“檢偏”。設入射光可能是自然光、線偏振光或部分偏振光，如何用偏振片來區分它們？以光線為軸轉動P:I不變—？I變，有消光—？I變，無消光—？自然光線偏振光部分偏振光I?P待檢光2025/3/3115起偏器檢偏器一般情況下

I=？2025/3/3116P

I0IPE0

E=E0cos

馬呂斯定律(1809)——消光三.

馬呂斯定律線偏振光經過偏振片前后的光強關系2025/3/3117例題1用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。在它們的偏振化方向成300角時，觀測一光源，又在成600角時，觀察同一位置處的另一光源，兩次所得的強度相等。求兩光源照到起偏器上光強之比。解:令I1和I2分別為兩光源照到起偏器上的光強。透過起偏器后，光的強度分別為I1/2和I2/2。按照馬呂斯定律，透過檢偏器后光的強度為所以但按題意即2025/3/3118光強為I0

的自然光相繼通過偏振片P1、P2、P3后光強為I0/8，已知P1

P3，問：P1、P2間夾角為何？解:分析P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2例題22025/3/3119書P309頁，例5.1將兩塊理想的偏振片P1和P2共軸放置如圖所示，然后將強度為I1的自然光和強度為I2的線偏振光同時垂直入射到P1上，從P1透射后又入射到偏振片P2上，試問：（1）P1不動，將P2以光線為軸轉動一周，從系統透射出來的光強將如何變化？（2）欲使從系統透射出來的光強最大，應如何放置P1和P2？P2自然光I1線偏振光I2P1···

透振方向2025/3/3120解：已知自然光強I1，線偏振光光強I2，設線偏振光振動方向與P1透振方向夾角為

則，經P1后透射光強為經P2后透射光強為（1）將P2轉動一周，可得時，光強最大時，光強最小（2）由（1）中討論可知，當

=0o，180o且

=0o時，系統光強最大。先固定P1，轉動P2使透射光強達到最大；然后同步轉動P1和P2，使透射光強達到最大即可。2025/3/3121書P.312例5.2通過偏振片觀察一束部分偏振光。當偏振片由對應透射光強最大位置轉過60o時，其光強減為一半。試求這束部分偏振光的強度之比和光束的偏振度。解：設部分偏振光分為自然光強為In和強度為Ip的線偏振光的疊加。經偏振片P后透射光強最大為(=0o)P

Ip偏振片轉動60o(=60o)后透射光強為由題意，即整理得偏振度2025/3/3122布儒斯特角反射光——垂直入射面振動的成分多。折射光——？部分偏振光偏振光四.反射和折射光的偏振2025/3/3123布儒斯特定律互余空氣→玻璃玻璃→空氣??t??yü°==°==--

42’3350.100.1

18’5600.150.1

1b1btanitani2025/3/3124平行玻璃板上表面反射光是偏振光.？注意：上表面的折射角等于下表面的入射角通常玻璃的反射率只有7.5%左右，要以反射獲得較強的偏振光，你有什么好主意？下表面的反射光是否也是偏振光？！=2025/3/3125玻璃片堆要提高反射線偏振光的強度，可利用玻璃片堆的多次反射。················i0··············玻璃片堆2025/3/3126例題：畫出下列圖中的反射光、折射光以及它們的偏振狀態。2025/3/3127應用舉例②

制成偏光眼鏡，可觀看立體電影。③

若在所有汽車前窗玻璃和大燈前都裝上與

地面成45

角、且向同一方向傾斜的偏振片，可以避免汽車會車時燈光的晃眼。①測量不透明介質的折射率？2025/3/3128④在拍攝玻璃窗內的物體時，去掉反射光的干擾未裝偏振片裝偏振片2025/3/3129（C）用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃門內的人物清晰可見（A）玻璃門表面的反光很強（B）用偏光鏡減弱了反射偏振光2025/3/3130⑤

外腔式激光管加裝布儒斯特窗

以利于激光的形成，激光輸出為線偏振光.光來回反射時，光強垂直分量反射損耗太大不能形成激光，這樣，光強平行分量就更易形成激光.·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

i0

i0

·

激光輸出

布儒斯特窗

M1

M2

·

·

i0

i0

2025/3/3131

1-2小結一、光的偏振態

自然光、線偏振光、部分偏振光二、線偏振光的獲得

偏振片法、反射和折射法、雙折射法三、基本物理定律（光強變化）1.布儒斯特定律:2.馬呂斯定律:四、偏振光的應用實例

立體電影、汽車車燈、生物視覺、激光器的諧振腔、偏光顯微鏡等等2025/3/3132作業:3-5作業

索末菲曾寫信給他的學生海森堡，告誡他:

“要勒奮地去做練習,只有這樣，你才會發現，哪些你理解了,哪些你還沒有理解.”3~52025/3/3133§3光通過單軸晶體時的雙折射2.e光(非常光):不遵循折射定律.一.雙折射現象一束光入射在介質中折射為兩束光（o光、e光）的現象.eo

雙折射現象

1.o光(尋常光):遵循折射定律.

2025/3/3134象折射現雙折射現方解石晶體CaCO3紙面雙折射現象2025/3/3135光光雙折射紙面方解石晶體光光雙折射紙面方解石晶體光光雙折射紙面方解石晶體光光雙折射紙面方解石晶體光光雙折射紙面方解石晶體

o光的像e光的像當方解石晶體旋轉時o光的像不動，e光的像圍繞o光的像旋轉。2025/3/3136(如前圖，入射角=0，但折射角re

0)

且e光折射線也不一定在入射面內。

自然光n1noirore(各向異性媒質)o光e光雙折射

1.尋常光(o光)兩束折射光中，遵守折射定律的折射光，稱尋常光(正常光)n1sini=nosinro2.非尋常光(e光)不遵守折射定律的折射光，稱非尋常光(非常光)(sini/sinre)

const2025/3/3137單軸晶體：方解石,石英,紅寶石等.雙軸晶體：云母,藍寶石,橄欖石等.1.光軸:

不發生雙折射的任一直線.二.光軸與主截面

ABCD

光軸光在晶體內沿光軸傳播當光在晶體內沿光軸傳播時不發生雙折射光軸是一個方向注意：光軸在晶體內e光光軸

e光的主截面o光光軸

o光的主截面····

主截面

2.主截面：（主平面：光軸+光線）o光的主截面—由o光的傳播方向與光軸組成；

e光的主截面—由e光的傳播方向與光軸組成。

2025/3/3138此情形下，

o光的振動方向

e光的振動方向(我們主要討論這種情況)

3.偏振特點(1)o光、e光都是線偏振光(2)o光的振動方向

o的主截面e光的振動方向

e的主截面(3)當光軸在入射面內(或說“入射面包含光軸”)的情況下，

o光的主截面和e光的主截面重合2025/3/3139三.o光和e光的相對光強

(1)自然入射到晶體上：

自然光n1noirore(各向異性媒質)o光e光雙折射

垂直照射Io=

Ie(2)線偏振光入射到晶體上時：

晶體中：

光軸方向

x

A

y

q

θ

為

e

光傳播方向與光軸的夾角.2025/3/3140光軸方向

x

A

y

q

出射光（空氣中）：

即：

2025/3/3141例題強度為I的自然光，垂直入射到方解石晶體上后又垂直入射到另一塊完全相同的晶體上。兩塊晶體主截面之間的夾角為

，試求當

分別等于300和1800時，最后透射出來的光束的相對強度（不考慮反射、吸收的損失）例：5.4

P.321解：經第一塊晶體后：經第二塊晶體后相對強度為z1z2z1z22025/3/3142經第二塊晶體后由于兩塊晶體相同，兩主截面夾角為180°，此時它們光軸方向關于表面法線對稱，則e光在第一塊晶體中的偏折方向與在第二塊晶體中的偏折方向相反，因而從第二塊晶體出射的o光和e光傳播方向重合，成為一束自然光。其強度為：z1z12025/3/3143振動方向不同的折射波具有不同的位相，也就具有不同的位相傳播速度（相速）。§4光在晶體中的波面1.雙折射現象的定性解釋:

(1)構成晶體的原于、離子是各向異性的振子。三個方向上有不同的固有頻率

1、

2和

3(2)光入射時，粒子產生受迫振動受迫振動發出的次波疊加形成晶體中的折射波(3)當入射光中光矢量的振動方向與某一個重合時，則受迫振動的位相與該方向的固有頻率有關，振動頻率與入射光頻率相同2025/3/3144單軸晶體

1為平行于晶體的光軸方向的固有振動頻率

2為垂直于光軸方向的固有頻率O光CA1A2A3光軸C為晶體中作受迫振動的一個粒子?

o光在各個方向上的速度都相同。O光矢量波面為球面。2o光的波面振動方向

o的主截面沿著任何方向傳播的光，都使得振子在垂直于光軸的方向上振動與固有頻率為

2有關因此在各個方向上有相同的速度

0

2025/3/3145―?使振子作受迫振動的位相差與

1有關e光CA1A2A3☆e光波面為旋轉橢球面。★e光傳播方向不一定垂直于波面3

e光的波面e光的振動方向

e的主截面對不同的傳播方向，光振動的方向與光軸成不同的角度CA1方向的振動光軸―?受迫振動和入射光的電矢量間的位相差與

2有關這個方向上速度

oCA2方向的振動光軸這個方向上的速度

e

?振動方向主截面的光是e光；e光在各個方向上的光速不同。2025/3/3146☆雙折射的實質可表述為：

晶體中o、e兩光具有不同的相速。?o光波面為球面e光波面為旋轉橢球面沿光軸方向上，o光和e光的光矢量均在垂直于光軸方向振動o光和e光的相速相同不發生雙折射o、e光波面在光軸方向相切2025/3/3147在光軸的方向上，兩種子波面相切

子波源

o

t

e

t光軸正晶體(

o>

e)

o

t

e

t光軸

負晶體(

o<

e)子波源

正晶體、負晶體中o光和e光的子波面

4、正晶體與負晶體單軸晶體分為正晶體和負晶體正晶體：

0>

e

，(no<ne)如石英、冰等負晶體：

e>

o，(ne<no)如方解石、紅寶石等

☆o光和e光的子波面

2025/3/3148§5晶體中光的傳播方向一.

單軸晶體內o光與e光的傳播方向研究方法：惠更斯作圖法，新波面為子波面的包絡.

o光的傳播方向

垂直于o光的波面e光的傳播方向

不垂直于e光的波面（除光軸方向和垂直于光軸方向外）O光振動方向

O光的主截面O光在各個方向上的速度都相同O光矢量波面為球面(1)傳播方向和波面的關系(2)O光的特點☆注意事項2025/3/3149(3)e光的特點

e光的振動方向平行于主截面沿光軸方向的速度為

o;垂直于光軸方向的速度為

e

e光的波面是旋轉橢球面(4)o光、e光波面之間的關系o光、e光沿光軸方向的速度相同，故在波面光軸方向相切1.以i角入射到晶體，光軸在入射面內

e>

o晶體i····voΔtveΔtcΔtA····BDeo

re··光軸r0··2025/3/3150(2)過A點作AB垂直BD;AB為入射光波面。(3)求出B到D的時間

t,

t=BD/C入射面與主截面重會，則o光和e光在主截面內。(4)確定O光折射線方向：0光服從折射定律以A為圓心，

o

t為半徑作半圓，過D向半圓到切線交于O(切點)，連接AO即為o光方向☆惠更斯作圖法基本步驟(1)平行光入射界面上A、D兩點；晶體i····cΔtA····BDeo

re··光軸r0··2025/3/3151(5)確定e光折射線方向：e光與o光波面在光軸上相切。對負晶體,e光波面是扁橢球，過D作e光波面切點E，連接AE，則為e光折射線。(6)畫出o光和e光的偏振態：o光與e光與光軸構成的主平面重合且為紙平面，則e光電矢量振動方向在主平面內o光電矢量振動方向垂直于主平面晶體i····cΔtA····BDeo

re··光軸r0··2025/3/3152

o、e傳播方向相同

但速度不同，vo

ve晶體

光軸oeoe2.光軸垂直于晶體表面，正入射

在晶體內光沿光軸傳播

o、e速度相同無雙折射

e=

o······光軸晶體····自然光3.光軸

界面且垂直于入射面自然光正入射有雙折射2025/3/3153

o、e傳播方向相同

但速度不同惠更斯作圖法·

·

·

·

eo

e

o光軸晶體

·

·

·

·4.光軸

界面且位于入射面內自然光正入射有雙折射3,4情況，即:o、e光重合,但有光程差

波晶片原理

2025/3/3154二、單軸晶體的主折射率此特殊情況

(光軸

入射面)下，e光形式上滿足折射定律，例：光軸

界面，且垂直入射面，

自然光斜入射注意：此圖中·為e振動，|

為o振動

惠更斯作圖法(例)

····晶體

光軸i1i2oi2eo········votveteoectn1

sini1=nosini2on1

sini1=nesini2e

o光主折射率e光主折射率2025/3/3155對嗎？例題

用方解石切割成正三角形截面的棱鏡，自然光以i角入射，定性畫出o光、e光的振動方向，傳播方向。光軸

解：方解石——負晶體——垂直光軸方向ve>voo光

e光i

e光o光

o光、e光只在晶體內部才有意義！只有在晶體內部才有意義2025/3/3156§6偏振器件偏振器（起、檢、偏器）

玻璃片堆，偏振棱鏡.一.尼科爾棱鏡（1828）

由兩塊特殊要求加工的直角方解石用加拿大樹膠粘合而成。二向色性偏振片（人造偏振片），

玻璃片，2025/3/3157ACNM偏振光產生過程······ACNMeeo對Na光：

no=1.658,ne=1.486,n膠=1.5502025/3/3158可以用作起偏器與檢偏器....Ie=（1/2）Iθ是入射光矢量振動方向與棱鏡主截面之間的夾角Ie=I·cos2

入射光光強為I2025/3/3159前一半二、沃拉斯頓棱鏡（偏光分束鏡）ZZ方解石

no>neo光e光e光后一半o光注意：光在兩塊方解石中都是垂直光軸傳播。折射角小于入射角折射角大于入射角由兩個方解石直角棱鏡粘合而成2025/3/3160ZZ請你練習

畫出自然光垂直通過洛匈棱鏡（方解石磨制）o光、e光的傳播方向，振動方向！o光e光o光e光A中的o光變為B中的e光：遠法線折射A中的e光與B中的o光折射率相等方向不變.洛匈棱鏡：

可用于強激光情況.

2025/3/3161光軸與晶體表面平行的單軸晶體o光和e光可以沿同一方向傳播，這樣的晶體叫做波片

想想，屬于我們前面講的哪種情況？晶體

光軸oeoe····

eoe

o光軸晶體·

·

··三.波（晶）片1.什么是波片2025/3/31622.光在波片中的傳播結構：是光軸平行表面的晶體薄片。厚度為d，do光：Eo=Aocosω(t-z/vo)

其中：Ao=AsinθAe=Acosθe光：Ee=Aecosω(t-z/ve)

晶體中：

晶體中e

、o光的相位差：2025/3/3163dnod——o光在波片中的光程ned——e光在波片中的光程光程差：

=

(no-ne)d出射晶體后：(晶體厚度為d）其中：2025/3/3164從晶片出射的是兩束

傳播方向相同、

振動方向相互垂直、

振幅分別為Ao和Ae的、

相位差為

的線偏振光。

AAoAeθ光軸P晶片對光的分解

自然光入射晶片：o光、e光光強比1，無固定相位差線偏振光正入射晶片:o、e光振幅關系：A0=Asinθ

Ae=Acosθ

2025/3/31653.定義：

1/4波片：

半波片：AAoAeAo'

2與光軸夾角為

的線偏振光經過半波片后，出射光偏轉2

仍為線偏振光

!全波片：2025/3/3166

作業：6~11

作業

逆水行舟用力撐，一篙松勁退千尋；古云“此日足可惜”，吾輩更應惜秒陰。

董比武

6~11

2025/3/3167§7橢圓偏振光和圓偏振光圓偏振光——電矢量大小不變，末端在波面內描繪出一個圓。一、圓偏振光和橢圓偏振光的描述1.定義ExEyEwyxO某時刻左旋圓偏振光E隨z的變化0

y

yx

z傳播方向

/2xE2025/3/3168橢圓偏振光——電矢量大小改變，末端在波面內描繪出一個橢圓。迎著光線方向看，順時針——右旋逆時針——左旋{左旋圓偏振光0

y

yx

z傳播方向

/2xE2025/3/31692.描述橢圓偏振光可通過兩列頻率相同，振動方向相互垂直，沿同一方向傳播的線偏振光疊加得到。端點軌跡方程：y振動超前x

振動

橢圓

2025/3/3170

=0討論線偏振光光矢量位于Ⅰ、Ⅲ象限

?①

=

②線偏振光?光矢量位于Ⅱ、Ⅳ象限2025/3/3171

=/2③

>0，

右旋

<0，

左旋

橢圓偏振光Ax

Ay

橢圓偏振光Ax=Ay

圓偏振光{④

=其他值斜向橢圓偏振光2025/3/3172yD

D

2025/3/3173晶片是光軸平行表面的晶體薄片。yθdxAAoAe線偏振光光軸

通過厚為d的晶片，e光、o光產生相位差：AAoAeθ光軸P

振幅關系：橢圓偏振光d光軸晶片1.晶片二.橢圓偏振光和圓偏振光的獲得2025/3/3174則出射光為圓偏振光。若且

2.波（晶）片1/4波片——線偏振光→圓偏振光——線偏振光→線偏振光可從線偏振光獲得橢圓或圓偏振光（或相反）（是對某個確定波長

而言的）波片厚度滿足——線偏振光→橢圓偏振光2025/3/3175三、自然光改造成橢圓或圓偏振光自然光入射：無固定相位差ydxoe光軸自然光

——自然光合成后為橢圓偏振光(1)橢圓偏振光的獲得線偏振光通過一晶片后可分解為兩束線偏振光傳播方向相同振動方向垂直振幅Ao=Asin

Ae=Acos

相位差yxoe光軸A

橢圓偏振光線偏振光2025/3/3176P45

/4片自然光圓偏振光圓起偏器線偏振光偏振片圓偏振光的獲得

(2)圓偏振光的獲得若

=45

且晶片

是

/4片出射光為圓偏振光2025/3/3177小結

自然光線偏振光(光軸與主軸重合)線偏振光(

=0,90

)線偏振光(

=45

)圓偏振光橢圓偏振光(正橢圓)四分之一波片線偏振光圓偏振光橢圓偏振光自然光

1/4波片的作用

yxoe光軸A

?線偏振光2025/3/3178§8偏振態的實驗檢定第一步:五種情況分成了三組，線偏振光已被檢出偏振片(并轉動)線偏振光

I變、有消光圓偏振光

自然光

I不變部分偏振光

(線+非)

I變、無消光橢圓偏振光

第二步:

四分之一波片偏振片(并轉動)自然光

圓偏振光

自然光

I不變線偏振光

有消光橢圓偏振光

線偏振光*

有消光部分偏振光

部分偏振光

I變無消光2025/3/3179例題

如圖，

P1

、P2

為透振方向平行的偏振片，

K是主折射率為

no

和

ne

的波晶片，其光軸平行于折射表面。若波長為

的入射光經圖示系統后被消光。

求此晶片的光軸方向和厚度。

KP2P1解:

入射光經

P1

變為線偏振光，經

K后能被

P2

消光，說明其振動而轉過90°。因

/2片

才能使線偏振光振動面轉過2

角，故此晶片為

/2片，其光軸與

P1

成45°，最小厚度為

2025/3/3180作業：12,13,14作業

崇德:追求高尚品德；博雅:學習廣博知識； 培養高雅情趣；弘志:胸懷恢弘志向；信勇:為人誠實守信； 做事敢為人先。 共勉之

12,13,142025/3/3181§9偏振光的干涉光波干涉的條件：

頻率相同、振動方向一致或有平行分量、有固定的位相差。兩個振動方向互相垂直的直線偏振光干涉嗎如果這兩光投影在某一方向上，它們將會在這個方向上發生干涉，這就是偏振光的干涉。合成后為橢圓偏振光傳播方向相同振動方向垂直振幅Ao=Asin

Ae=Acos

相位差yxoe光軸A

橢圓偏振光線偏振光線偏振光通過一晶片后可分解為兩束線偏振光2025/3/3182一.偏振光干涉的實驗裝置

單色自然光偏振片P1透振方向d波片C光軸方向線偏振光A

oe透振方向偏振片P2相干屏

單色自然光偏振片P1透振方向

d波片C光軸方向透振方向偏振片P2相干屏2025/3/3183一.偏振光干涉的實驗裝置

單色自然光偏振片P1透振方向

d波片C光軸方向透振方向偏振片P2相干屏二.線偏振光干涉的強度分布

A2oP2P1CA1A1oA1eA2e在P2

后：在P1

后：線偏振光A1

波片C2025/3/3184干涉光強：波片引入的位相差：

'=

——P1，P2在波片光軸的同側。

+——P1，P2在波片光軸的異側。{2025/3/3185—相長干涉—相消干涉若單色光入射，則屏上為等厚條紋。且d不均勻，P1，P2在波片光軸的同側P1，P2在波片光軸的異側—相消干涉—相長干涉2025/3/3186特例：（1）P1//P2，（2）P1

P2，——P1，P2在波片光軸的異側2025/3/3187§10光彈性效應一.彈光效應

光測彈性儀均勻透明介質

應力

異性透明介質

檢驗

：

透明材料內部的應力分布.

如：

天文望遠鏡鏡頭，玻璃、塑料工件的質量實驗表明

（s:應力

C:材料系數）

光測

彈性學：進行(解決)工程設計中

介質的應力分析

(問題

).

2025/3/31882025/3/31892025/3/3190作業：15—21

作業：

15—21為學應須畢生力，攀高貴在少年時。

——蘇步青2025/3/3191例題例1試設計三種使偏振光的振動面轉過90

的方法.光所通過的晶體類旋光物質厚度l與線偏振光振動面轉過角度

的關系為

=

l,式中為旋光率(度/毫米)。要使振動面轉過90所需晶體厚度l=90/。半波片不改變入射線偏振光性質，但可使其振動面轉過2

角。當半波片的光軸與入射線偏振光的振動方向成

=45

角時,振動面就轉過90

。解：(2)用半波片。(1)用旋光物質(如石英)。2025/3/3192

（3）用兩個偏振片P1

和P2,先讓P2

繞光的傳播方向轉,并停在出射光強為零的位置上，此時P2的偏振化方向與入射線偏振光的振動方向相互垂直。然后在P2前面插入P1，只要P1與P2的偏振化方向不垂直也不平行，則由P2出射的線偏振光的振動方向相對入射線偏振光的振動方向轉過90，其振幅矢量如圖所示，圖中A為入射線偏振光的振幅。2025/3/3193例題17-14如圖所示，偏振片P1和P2相互正交，當入射于偏振片P2的偏振光已是橢圓偏振光時，在視場E處的振幅如何？如果P2和P1不相正交，則又如何？d晶片C

偏振片P2

單色自然光偏振片P1偏振化方向光軸方向偏振化方向2025/3/3194解按題意所以它代表振幅為A2e和A2o兩相干線偏振光之間的相位差，按同方向振幅的疊加，得合振幅為當偏振片P1和P2相互正交，2025/3/3195如果P1和P2不正交，設這時P2和晶片C光軸間的夾角為例如由此可知，把偏振片P2旋轉一周在觀察透射光時，我們將看到透射光強連續變化，但光強為零的位置并不可能出現。2025/3/3196例題17-15如圖所示，偏振片P1和P2相互正交，當入射于偏振片P2的偏振光已是圓偏振光時，在視場E處的振幅矢量的量值如何？如果P2和P1不相正交，則又如何？解按題意知d晶片C

偏振片P2

單色自然光偏振片P1偏振化方向光軸方向偏振化方向2025/3/3197如果偏振片P1和P2相互正交，則由上題結果可得振幅為如果偏振片P1和P2不相互正交，設P2的偏振化方向與晶片C光軸間的夾角為。這時2025/3/3198所以此時視場E處的振幅為這一結果表明，當圓偏振光入射于偏振片時，我們把偏振片旋轉一周而觀察透射光時，可看見透射光的光強并不會有所變化。2025/3/3199若為單色光入射，且晶片d不均勻，則屏上出現等厚干涉條紋。若為白光入射，有三種情況：如晶片d均勻，屏上由于某種顏色干涉相消，而呈現它的互補色，這叫（顯）色偏振。如晶片d不均勻，則屏上出現彩色條紋。如紅色相消→綠色；藍色相消→黃色。2025/3/31100練習題1一束部分橢圓偏振光，沿著z方向傳播，通過一個完全線偏振的檢偏器。當檢偏器的透振方向沿y軸時，透射光強度最小，其值為I0

，當透光方向沿軸時，透射光強度最大，其值為1.5I0.求：（1）偏振器透光方向與x軸成θ角時，透射光強度如何？（2）若使原來的光束先通過一個1/4波片，而后再通過檢偏器，且使1/4波片的光軸沿著x軸方向，則當檢偏器的透光方向與x軸成30o角時,透過的光的強度最大，試求出此最大強度，并求出入射光強中非偏振成分的比例。

2025/3/31101練習題2如圖，正交尼科耳N1和N2之間插入一晶片，其主截面zz

與第一個尼科耳N1夾角，晶片對波長為的光的o光、e光折射率分別為，若透過第二個尼科耳光強極大，求晶片的最小厚度以及透射光與入射光光強之比。已知

2025/3/31102練習題3在偏振方向正交且平行放置的兩偏振片P1，P2之間平行插入一方解石薄片，厚度為3×10-3mm，光軸與表面平行。已知光軸與P1成45o角，問：（1）可見光中不能通過此裝置的波長為多少？（2）若使所有的光都不能通過此裝置，光軸與P1的夾