(1.1.3)--3.1.1自然光与偏振光.ppt

13.1光波的偏振态3.2线偏振光与部分偏振光3.3光通过单轴晶体的双折射3.4晶体光学元件主要内容3.5椭圆偏振光和圆偏振光获得和检验3.6平行偏振光的干涉3.7其他偏振现象

23.1光波的偏振态3.1.1自然光与偏振光3.1.2圆偏振光和椭圆偏振光

v绳波：弹簧波:一、光的偏振性按振动行为划分有横波和纵波两种方式声波：v

横波----振动方向垂直于传播方向；如水波。有偏振性纵波----振动方向平行于传播方向；如声波。无偏振性横波纵波

振动方向与缝平行通；缝转90度，则不通

1809年马吕斯发现光波对于光线方向不对称性试验偏振：波的振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于纵波的的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象

在干涉和衍射里，光波的振动是以标量形式来处理的，即未考虑振动的方向，只研究光振动的大小和强度分布。而研究光的偏振现象，光波必须用矢量来描述。光除了有干涉和衍射现象外还有偏振现象电磁波的振动方式对探测器起作用的是电场量---随时间振动（称为光振动）Maxwell电磁波理论和实验表明，光波是横波。

光是横波,光的振动方向应始终与光的传播方向垂直.但是,在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量还可以有不同的振动状态，我们称在垂直于光传播方向的二维平面内，光矢量的振动状态叫做光波的偏振态.光波按偏振态来划分，可分为三大类：二、光的偏振态(1)自然光(2)完全偏振光(3)部分偏振光椭圆偏振光圆偏振光线偏振光

xyz振动面▲线偏振光（linearly）平面偏振光：光振动矢量只在一个方向振动振动面：光振动矢量与光的传播方向构成的平面线偏振光的图示法：振动面与屏面垂直········屏面即为振动面1、线偏振光光振动电矢量总是在一个固定的平面内,所以这种偏振光又叫做平面偏振光.在与光传播方向垂直的平面内，电矢量端点的轨迹是一条直线,光振动大小改变，方向不变.

10线偏振光也可以用相位相同的，振动相互垂直的两列光波的叠加来描述，若两列波沿Z方向传播，则线偏振光的电矢量表达式为：3.1.1自然光与偏振光光学

普通光源发光：在人们观察的时间内有无穷次的发光按统计的观点人们观察到的将是：在垂直传播方向的平面内各个方向的光振动都有各个振动方向的强度相等乱是各个振动的无规混杂2、自然光

自然光：在垂直于光传播方向的平面内,在观测最小时间间隔内,光振动在各个方向的几率相同,没有那一个方向占更大优势.我们称这种光为自然光.自然光自然光可分解成两个相互垂直振幅相等无固定位相关系的线偏振光

13若自然光的强度为I0，则由此可得：自然光的表示方法

自然光的特点:（1）在垂直光线的平面内，光矢量沿各方向振动的概率均等.（2）可以看成由两个振动方向相互垂直，振幅相等，互不相干的线偏振光的叠加。XYZ（3）由于这些光振动来自不同的原子或分子，因此它们之间没有固定的相位关系，故不可能进行矢量合成。一个原子的一次发光一定是偏振光。

自然光部分偏振光3、部分偏振光(Partiallypolarizedlight)PartialpolarizedlightNaturallight自然光在传播过程中，由于外界的作用造成振动方向上强度不等，使某一方向上的振动比其它方向上的振动占优势。

部分偏振光：振动方向随机变化，某一方向振幅最大（振动占优势），与其垂直方向振幅最小。//占优·············=+部分偏振光可视为一个平面偏振光和一个自然光的混合部分偏振光的图示法：⊥占优非相干天空的散射光和水面的反射光就是这种部分偏振

4、偏振度定义：Imax：强度最大方向光强Imin：强度最小方向光强偏振度最小，自然光部分偏振光偏振度最大，线偏振光注意：部分偏振光分解后的两个线偏振光振幅不等，相位也无关联。因而也不可能合成为一个单独的矢量。