解:由马吕斯定律
I10
• • I10/2 I1
I10 I1 cos 2 30 2
I 20 I2 cos 2 600 2
同理:
取 I 1 = I2
I10 I 20 2 2 cos 30 cos 60 2 2
两束单色自然光的强度比为:
I 10 cos 2 60 1 2 I 20 cos 30 3
§5-2 反射和折射光的偏振 一. 反射时光的偏振 自然光反射和折射 后产生部分偏振光
n1 n2
••
• • • • i i •• r •
线偏振光 · · i = i0 时，反射光只有 ·S · n1 · · ·i0 i0· 垂直于入射面的光振
动.
n2
r0
·
起偏振角
且
n2 tg i0 n21 n1
•部分偏振光的表示法：
· ·
平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强
· ·· · ··
4.圆偏振光和椭圆偏振光
偏振面随时间旋转的光为圆或椭圆偏振光.
迎着光线看,光矢量顺时针旋转为右旋偏振光.
右旋椭圆 偏振光
y
E
0
传播方向 x
y
x
/2
某时刻左旋圆偏振光E随z的变化
z
二. 偏振片的起偏和检偏 1. 起偏和检偏 •起偏:从自然光获得偏振光.
§5-3 双折射 偏振棱镜 一. 双折射的概念 1.双折射现象 一束光线进入某种晶体,产生两束折射光叫双折射.
e

···
e o
· · ·
方解石
自然光 n
(各向异 性媒质)
i
1
o
n2
re ro o光
e光
2.寻常光(o光)和非寻常光(e光) n1 sin i n2 sin ro o光 : 遵从折射定律

I 0 E 02 ,
IE
2
E 02 cos
2

I I 0 cos
2
马吕斯定律（1809）
0，I I max I 0
，I 0
2

——消
光
例题 有两个偏振片,一个用作起偏器,一个用作检偏器. 当它们的偏振化方向之间的夹角为30º 时,一束单色自 然光穿过它们,出射光强为I1;当它们的偏振化方向之 间的夹角为60º 时,另一束单色自然光穿过它们,出射强 度为I2, 且I 1=I2 . 求两束单色自然光的强度之比.
§5-1 光的偏振性
一.光的偏振状态 1. 线偏振光传播方向看
面 动 振
•线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解
E x E cos
y
Ey E
E y E sin

Ex
x
•线偏振光的表示法：
···· ·
光振动垂直板面
光振动平行板面
2. 自然光 自然光的光矢量在所有可能的方向上,且振幅E相等.
—布儒斯特定律(1812年)
i 0—布儒斯特角或起偏角
sin i0 n2 tgi0 由 sin r0 n1
sin r0 cos i0
有: i0+r0=90O 若 n1 =1.00 (空气)，n2 =1.50 (玻璃)，
则：
空气 → 玻璃 i0 5618 互余 玻璃 → 空气 i0 3342
第五章
光的偏振
1、阐明自然光、平面偏振光、部份偏振光、圆偏振光 和椭圆偏振光的概念及其检验方法。 2、了解由反射、折射和二向色性晶体所产生的偏振； 掌握布儒斯特定律的马吕斯定律。 3、叙述单晶体双折射的特点，说明惠更斯作图法，阐 明几种偏振仪器的作用。 4、叙述1/4波晶片的作用，分析平行平面偏振光干涉的 条件及其实现的方法。 阐明偏振光的干涉及应用。
•起偏原理:利用某种光学的不对称性. •起偏器: 起偏的光学器件. •检偏:检验偏振光,起偏器也就是检偏器. 2. 偏振片 如利用某些物质能吸收某一方向的光振动,而让 与这个方向垂直的光振动通过的性质(二向色性)制 成起偏器.
这种起偏器叫偏振片.
非偏振光
· · ·
光轴 线偏振光 电气石晶片
3. 起偏示意图
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、 等幅的、不相干的线偏振光。
Ex E y
•自然光的表示法：
I Ix Iy
· · ·
3. 部分偏振光
某一方向的光振动比与之相垂直方向的光振动占优 势的光.

部分偏振光
部分偏振光的分解
•部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不 等幅的、不相干的线偏振光.
• 光轴
法线 e光
• • •
o光 e光
法线
• • • o光 光轴
二.惠更斯原理对双折射的解释
1.晶体的主折射率，正晶体、负晶体
在双折射晶体中 ,o 光沿各向传播的速度相同 , 故o波波面为球面;e光沿各向的传播速度不同,e波 面为椭球面.两者沿光轴方向传播速度相同. o光 :
n0
c
光轴
二. 玻璃片堆折射的偏振 当 i = i0 时
I 1 sin 2 ( i0 r0 ) I0 2
I · I · · · i0 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· ·· · · ·
0
玻璃片堆
自然光从空气→玻璃
I 7% I0
(接近线偏振光)
自然光I0 P
···
线偏振光 I
偏振化方向 (透光方向)
1 I I0 2
4. 检偏 用偏振器件分析、检验光的偏振态.
P 待检光 I
偏振化方向 (透光方向)
?
思考：
当偏振片旋转时. I不变？是什么光 I变，有消光？是什么光
I变，无消光？是什么光
三. 马吕斯定律
I0
P
I
E0
P E=E0cos
4. 主平面和主截面
光轴
法线
主平面:
晶体中光的传播方向 与晶体光轴构成的平面.
109º
入射线 71º 主截面
一般情况下, o主平面与e主平面是不重合的. 实验表明: o光是光矢量与o主平面垂直的线偏振光.
e光是光矢量与e主平面平行的线偏振光.
当光轴在入射面内时,主截面,o主平面,e主平面都重合.
e光 : 一般不遵从折射定律 sin i const sin re
3. 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折 射，该方向称为晶体的光轴。
e光折射线也不一定在入射面内.
102° A
例如，方解石晶体(冰洲石)
光轴
B
光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴. 4. 主平面和主截面 主截面 : 晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面 . 如 图入射时,入射面就是主截面.