大学物理——光的偏振
教学内容
教学设计 (1).线偏振光(平面偏振光) 定义：光矢量在一固定平面内沿一固定方向振动的偏振
光
特征：偏振面为一固定平面 如图19-1所示 (2).自然光定义：大量原子随机发射的光波列的集合，每个光波列的频率、相位、
振动方向、波列长度均不同，振动方向具有以轴为中心对称、均匀分布且各方向光振动的振幅相等的光线 ，如图19-2所示
特征：振动方向、振幅轴对称且均匀分布各振动方向之间相位没有相互关系
如图19-3所示，用两个特殊方向表示自然光，每一方向光矢量的强度为总能量的一半。

（3）部分偏振光
光矢量的振动方向不具有轴对称分布，而是在某一方向占优势，实际光矢量和图示分别如图19-4和19-5所示。

★提示：插图、动画为本讲的重要教学手段，使概念形象化，便于学生理解和掌握。

★主要以教师讲授为主
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图19-2
图19-1 图19-3
图19-4
图19-5
(4).椭圆偏振光 定义：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量沿椭圆轨道以确定角速度旋转(左或右旋转)的光线，称椭圆偏振光。

图19-6所示
特征：光矢量旋转的角速度恒定，且其强度不同，光矢量可以看作为两个互相垂直、同频率、相位差确定的线偏振光的叠加。

[]10cos .ϕω+-=kx t E E y y
[]20cos ϕω+-=kx t E E z z 21ϕϕϕ-=∆
当πϕ,0≠∆时为椭圆偏振光 当2
π
ϕ±
=∆，且振幅相等时为圆偏振光
（5）圆偏振光
圆偏振光在旋转过程中强度相同，其它特征与椭圆偏振光相同。

★椭圆和圆偏振光的理论解析，应提醒学生注意椭圆偏振光和圆偏振光的区别。

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教学设计
图19-8 图19-7
图19-6
三、起偏、检偏与马吕斯定律 （1）相关概念
起偏：将自然光变为线偏振光的过程，称为起偏
起偏器：使自然光线变为线偏振光线的光学仪器，称起偏器 检偏：检验某束光是否为偏振光的过程，称为检偏
检偏器：用来检验光线是否为偏振光的仪器，称为检偏器 偏振片：只容许光线的某一特定振动方向通过的仪器，自然光通过偏振片后得到线偏振光。

偏振片也可以作为检偏振器来使用。

偏振化方向：偏振片容许光线某一特定振动方向通过，称该方向为偏振片的偏振化方向。

（2）起偏与检偏
一般使用使自然光通过偏振片的办法来得到线偏振光。

偏振片用具有二向色性的透明薄片制成，它能吸收某一方向的振动，而只让与这个方向正交的光振动通过。

用偏振片也可以判断偏振光的类别
自然光：偏振片旋转一周，透射光的光强不会发生任何变化，这束光是自然光。

部分偏振光：偏振片旋转一周，透射光的光强会发变化，但不出现消光现象，这束光是部分偏振光。

线偏振光：偏振片旋转一周，透射光出现两次最强光与两次消光现象，这束光是线偏振光。

(3)马吕斯定律
强度为0I 的线偏振光，透过检偏器后，透射光的强
度为 α2
0cos I I = （19-1）
式中α是线偏振光的光振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角，
图19-9中为线偏振光的振动方向，为检偏器的偏
振化方向，将线偏振光的振动方向分解为与检偏器的偏振化方向平行和与检偏器的偏振化方向垂直，只有平行与与检偏器的偏振化方向的分量才能通过检偏器，因此，透射光的振幅为αcos 0A A =，0A 是入射线
偏振光的振幅，透射光的光强为2
0cos I I α=。

从上式看出，当
001800或=α时，透射光强最大，等于入射光强。

当0
027090或=α时，透射光强最小，为0。

★强调本讲教学重点，引导学生推导马吕斯定律，加深理解。

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图19-9。