物质的二向色性
二向色性：物质所具有的对相互垂直的两个光振动
的选择吸收作用。
有些能够产生双折射的单轴晶体，对o光和e光的吸 收作用有很大不同，对其中的一个吸收作用很强，而 对另一个很弱。
在高分子化合物中，使高分子长链沿某个方向有规 则的排列，经特殊加工后，它会对相互垂直的两个光 振动产生不同的吸收作用。
线偏振光
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
v E
符号表示
3 部分偏振光及偏振度
部分偏振光 ：某一方向的光振动比与之垂直方向 上的光振动占优势的光为部分偏振
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。
部分偏振光
部分偏振光的分解
符号表示
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
包含各个方向的光矢量在所有可能的方 向上的振幅都相等 .
自然光与偏振没光有线偏优振势光方与部向分偏
振光
自然光的分解
• ※ 机理：原子自发辐射具有独立性、间歇 性和随机性普通光源所发出的光, 波列之间 是相互独立的，没有固定的关联（相位、 振动方向、振幅、波列长短等），按统计 原理，无论哪一方向的振动在各方向上的 分布是对称的，振幅也可看成是完全相等 的（统计平均）.
Ib In I p 自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
偏振度
P Imax Imin Imax Imin
IM — 在某一方向上的偏振光强度最大值
In — 与之垂直方向的偏振光强度最小值
平面偏振光
P=1
自然光 ( 非偏振光 )
P=0
部分偏振光
0<P<1
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
图示：
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
5.2 线偏振光与部分偏振光
一、偏振光的获得: 二向色性（dichroism）：利用某些晶体对 振动方向不同的电矢量具有选择吸收的性质
某些物质能吸收某一方向的光振动 , 而 只让与这个方向平行的光振动通过, 这种性 质称二向色性 .
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
图示：
通常用偏振度P 表示部分偏振光的偏振程度
P Im ax Im in Im ax Im in
对于自然光，Imax =Imin ， P ＝0； 对于线偏振光，Imin＝0， P ＝1。
线偏振光是偏振度自最然光大与偏的振光光线偏，振光又与部叫分偏全偏振光。
振光
部分偏振光还可以表示成为 自然光和平面偏振光的叠加
线偏振光
传播方向
E
·
振动面
面对光的传播方向看
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解：
y
Ey
E
E x E cos
x
Ex
E E 自然光与偏振光线偏振光与部y 分偏 sin
振光
2 自然光（非偏振光）
一般光源发出的光，不能直接显示偏振性 自然光特点在与传播方向垂直的平面上，各 个方向电矢量的时间平均值相等。可看作沿传 播方向对称分布的、无固定相位关系的大量线 偏振光的集合。
一、光的偏振性
机械横波与纵波的区别
沿纵波的传播方向作任意平面，波的运动情况相 同，具有对称性，即 纵波的振动相对于传播方向 是轴对称的。
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
横波的振动相对于传播方向不是轴对称的。
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
机械横波与纵波的区别
机 械 波 穿 过 狭 缝
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
具有二向色性的物质可以用来制作偏振片。
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
偏振片 ：
涂有二向色性材料的透明薄片 .它只让某 一特定方向的光振动通过。 制成的起偏器（检偏器）叫偏振片（polaroid）。 起偏器：能够使自然光变为某种偏振光的光学 元件
偏振
波的振动方向相对于传播方向的不对称性， 叫偏振。
这就是说，横波具有偏振性，而纵波不 具备偏振性。
光是横波，应该具有偏振性。
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
5.1自然光和偏振光 （Natural Light and Polarized Light）
一、光的偏振态 偏振—波的振动方向对于传播方向的不对称性
第五章 光的偏振（Polarization of light）
光的波动性 光波是横波
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
偏振现象是横波独具的特性。
光的干涉、衍射、偏振 构成了波动光学的基础
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
• 偏振现象是横波区别于纵波的主要特征， 只有横波才有偏振现象。
• 早在1669年丹麦科学家巴托林.通过冰洲 石（方解石）观察物体时，首次发现了 双折射现象.
自然光
•••
• •• •
线偏振光：
• • ••
部分偏振光：
• ••
• •• ••
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
1、偏振光及其表征：
（1）自然光 I0 I x I y
（2）线偏振光 I p
（3）部分偏振光
,
Ib I0 I p
P IM In IM In
2、偏振光产生的方法： （1）二向色性元件（ 天然、人工 ）: 起偏器和检偏器，马吕斯定律。 （2）界面反射（布儒斯特定律） （3）界面折射（应用：laser 的布儒斯特窗）
• 法国的科学家马பைடு நூலகம்斯在1808年通过晶体 观察从玻璃上反射光时，发现了偏振现 象，并引入偏振这一概念.
• 菲涅耳和阿喇果等人总结了偏振光干涉的 规律，为了解释种种偏振现象，托马斯·杨 在1817年首次提出了光波是横波。
• 直到1865年，麦克斯韦建立了电磁理论以 后，光的横波性才得到了坚实的理论基础， 从而使光的偏振现象得到完全合理的解释， 反过来光的偏振现象则成为光的电磁理论 最有力的实验证据。
横波特有的性质。
自然光
偏振态 部 线分 偏偏 振振 光光三五类种
自
圆偏振光 椭圆偏振光 自然光与偏振光线偏振光与部分偏
振光
光
1 偏振光（线偏振光） 线偏振光----电矢量的振动面只限于某一 确定的平面。
光振动只沿某一固定方向的光 .
E
v
振动面
符号表示
电矢量与传播方向所构成的平面称为振动面
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
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。
自然光与偏振光线偏振光与部分偏 振光
自然光 ：讨论问题时可看作两个振幅相同
振动互相垂直的非相干线偏振光的叠加。
Ex Ey
I Ix Iy
注意
I Ix Iy 2
二互相垂直方向是
任选的 .
各光矢量间无固定的相
位关系 .所以不能合成一个