n2 n1
反射光中只有垂直入射面的分振动， 成为线偏振光，而折射光仍为部分 偏振光，但这时折射光的偏振化程 度最高------布儒斯特定律（1912 年）。
如：空气→玻璃：
tan i0
n2 n1
1.5 i0
56.30
（1）可以证明： i0 90 0
i0 布儒斯特角或起偏角
玻璃→空气： i0 33.70
例2：有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为θ，设水与玻璃的 折射率分别为1.333和1.517，若使图中水面和玻璃的反射光都是完全 偏振光， θ角应是多少？
tan i1 n1 1.333 i1 53.130
tan i2
n2 n1
1.517 1.333
i2
48.690
i1
i2
i1 (90 0 i2 ) 11.80
按光的电磁波理论，光矢量E的振动方向虽然始终垂直于传播方向， 但在垂直于传播方向的平面内，E还可能有各种不同的振动状态，这 种振动状态通常称为光的偏振态。
按振动状态的不同，光可分为：
1）自然光；
2）线偏振光； 3）部分偏振光；
4）圆偏振光
5）椭圆偏振光
右旋圆 偏振光
左旋圆 偏振光
y
传播方向 y
E
x
tan i0
sin i0 co
sin i0
sin
i0
90 0
（2）入射光为线偏振光
如：空气→玻璃 ，反射光光强为垂直振动
（3）反射光光强很弱， 的15%，透射光光强为垂直振动的85%和全
透射光光强很强。
部的平行振动，故透射光偏振化程度不高。
为了增强发射光光强 和透射光的偏振化程 度，常采用玻璃片堆。
I I 0 cos2
------马吕斯定律
α是线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向之间的夹角。
I I0
(E0 cos )2
E02
cos2
I
I0 cos2
线偏振光：
0, I I0
, 3
22
I 0
光强最强； 光强为零。
例1：一束自然光射到由四个偏振片组成的偏振片组上，四个偏振片如 图放置，每个偏振片的偏振化方向相对于前一个顺时钟转角30o，设入射 光光强为I0 ，则通过第二片后光强为：_____，通过第四片后变为： ______。
Ex Ez Ix Iz
注：自然光不一定不是单色光。
三、线偏振光 光矢量始终沿某一固定方向振动。
可将自然光中相互垂直的两个分振动之一完全移去，获 得线偏振光，故又称为完全偏振光。又光矢量始终都在 振动面内振动，故称为平面偏振光。
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：
y
Ey
E
Ex
x
E x E cos E y E sin
表示方法：
§ 14-2 起偏和检偏 马吕斯定律
普通光源发出的光都是自然光，从自然光中获取线偏振光的装置 叫起偏器。偏振片是一种较常用而又最简便的起偏器。此外利用光的 发射、折射和晶体棱镜的双折射也可获取线偏振光。
一、偏振片的起偏和检偏
偏振片是在透明的基片上蒸镀一层某种物质（如硫酸金鸡纳碱、碘化 硫酸奎宁等）晶粒制成的。
P1
P2
P3
自·然·光I·0
I1
I2
I3
P4
I4
I2
1 2 I0(
3)2 2
3 8 I0
I4
1 2
I0
(
3 )2( 2
3 )2( 2
3 )2 2
27 128
I0
§ 14-3 反射与折射时光的偏振
自然光在两种各向同性的媒质分界面上反射和折射时，反射光和 折射光都成为部分偏振光，在特定的条件下，反射光有可能成为完全 偏振光。
P
自·然·光·I0
线偏振光 I 偏振化方向
1 I 2 I0
偏振片P旋转一周：
（通光方向）
光强无变化
-----自然光
两次光强最弱，两次光强最强 -----部分偏振光；
两次光强最强，两次光强为零 -----线偏振光。
二、马吕斯定律（Malus law）
1809年，马吕斯在研究线偏振光通过检偏器后的透光光强时发现， 如果入射线偏振光的光强为I0，透过检偏器后，透射光的光强：
例3：在杨氏双缝干涉实验中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明 理由。
（1）在单色自然光源S后面加一偏振片 P ；
（2）在（1）的情况下，再在S1，S2后加P1，P2， 且P1，P2的透光轴方向垂直，
0
x
z
/2
某时刻右旋圆偏振光E随z 的变化
二、自然光
光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上既有时间 分布的均匀性又有空间分布的均匀性。
普通光源发光具有间歇性和随机性，包含所有方向的光振动，并 且没有哪个方向的光振动更占优势，平均说来，空间上均匀对称 分布，各个方向上，时间的平均值相等。
为了研究的方便将自然光向任意 互相垂直的两个方向分解，因此 自然光可看作互相垂直、振幅相 等（光强相等）、独立（不相干） 的两个光振动。
如图，自然光分解为垂直振动 （黑点）和平行振动（短线）
实验发现：在反射光中，垂 直振动多于平行振动，折射 光中，平行振动多于垂直振 动，即反射光和折射光均为 部分偏振光。
入射角i 变反射、折射光 的偏振度也变。
理论和实践证明：反射光的偏振化程度与入射角有光。
当入射角等于某一定 值i0，且满足：
tan i0
表示方法：
注：线偏振光不一定是单色光。
四、部分偏振光
各方向的振动都有，但振幅大小不相等。
既可以看作介于自然光和线偏振 光之间，也可看作自然光与线偏 振光的混合。
非相干
分解
1）将自然光中一个分振动部分移走即可获得部分偏振光。
2）两个方向的光振动强弱对比度越高则越接近线偏振光，越低则 越接近自然光。
3）天空的散射光和水面的反射光就是这种部分偏振光
晶粒特性：对互相垂直的两个 分振动矢量具有选择吸收性， 即对某方向的光振动具有强烈 的吸收，而对与之垂直的光振 动吸收很少，这种特性称为二 向色性。
偏振化方向（透光轴）：允许某一 特定方向的光振动通过的方向，即 透光方向。
非偏·振· ·光
透光轴 线偏振光
电气石晶片
起偏：从自然光中获取线偏振光的过程； 检偏：检验某束光是否为线偏振光的过程。
§14-1 自然光和偏振光
一、横波的偏振性
偏振面: 通过波的传播方向且包含 振动矢量的那个平面。
传播方向 E
振动面
振动平面与包含传播方向在内的其他平面不同，称为波的振动 方向相对于传播方向没有对称性，这种不对称性称为偏振。
实验表明只有横波才有偏振现象，这是横波区别于纵波最显著的区别。
如：上下 抖动的绳