大学物理：第十五章光的偏振

大学物理光的偏振光在传播过程中，电矢量在垂直于传播方向上的两个相互垂直的分量分别称为水平分量H和垂直分量V，偏离这两个垂直分量的光波称为偏振光。

光波的偏振现象在光学中具有重要的应用价值。

自然光：具有垂直于传播方向的上、下两个偏振分量，两分量均在垂直于传播方向的平面内振动。

椭圆偏振光：在垂直于传播方向的平面内，除有一个与传播方向垂直的振动分量外，尚有与传播方向成一定夹角的振动分量。

圆偏振光：在垂直于传播方向的平面内，两个相互垂直的振动分量都与传播方向成一定夹角，且相位差为π/2。

尼科耳棱镜：其作用是将入射光从其他偏振状态转变成透过偏振片后的直线偏振光。

渥拉斯顿棱镜：其作用是将入射的非偏振光分成两束相干光波，其中一束光的振动方向与入射光的振动方向垂直，以透射光的形式出现；另一束光的振动方向与入射光的振动方向平行，以反射光的形式出现。

当两束偏振方向平行的线偏振光经过一个偏振片后，透射光为线偏振光，其偏振方向与入射光的偏振方向一致；当两束偏振方向垂直的线偏振光经过一个偏振片后，透射光为暗条纹。

当两束线偏振光的偏振方向既不平行也不垂直时，透射光将出现明暗相间的条纹，这种条纹称为椭圆偏振光的干涉条纹。

当两束椭圆偏振光的旋转方向相反时，透射光仍将出现明暗相间的条纹，且旋转方向相反。

当两束椭圆偏振光的旋转方向相透射光将出现圆偏振光的干涉条纹。

在物理学中，光的干涉是一个非常重要的概念，它描述了两个或多个光波叠加时产生的明暗条纹和相消干涉的现象。

这个概念最早由英国物理学家托马斯·杨在19世纪初提出，后来被广泛应用到光学、波动力学和其他领域。

光的干涉现象可以被分为两类：时间域干涉和空间域干涉。

时间域干涉指的是两个或多个光波在时间上同步抵达某一点，而空间域干涉则指的是两个或多个光波在空间中不同位置的叠加。

干涉现象的原理在于，当两个或多个光波的波峰或波谷完全重叠时，它们会相互增强，产生明亮的干涉条纹。

而当波峰与波谷相遇时，它们会相互抵消，产生暗的干涉条纹。

大学物理实验光的偏振
光的偏振是指光在传播时，电场矢量的振动方向只能沿着某一特定方向，而不能沿着
所有方向振动。

光的偏振是光的一个重要性质，也是光学重要的研究内容之一。

我们可以通过光的偏振，来研究光的各种性质。

光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和
椭偏振三种类型。

实验中，我们可以使用偏振片和偏振光源来研究光的偏振。

下面我介绍两个光的偏振
实验。

我们可以使用偏振片来观察光的偏振现象。

偏振片本身的作用是把不偏振的光线变成
具有偏振性质的光线。

实验步骤：
1.将偏振片放在光源的前面，并让光通过偏振片。

2.将第二个偏振片放在第一个偏振片的后面，并使两个偏振片的透振方向相互垂直。

3.观察通过第二个偏振片的光，发现光线的亮度发生变化，当两个偏振片的透振方
向平行时，光的亮度最大，当两个偏振片的透振方向垂直时，光变暗。

实验原理：
我们可以通过双折射晶片来产生圆偏振光，然后通过偏振片观察光的偏振现象。

3.观察通过偏振片后的光线，可以发现无论偏振片的透振方向如何调整，光的亮度
都不会发生变化。

这是因为圆偏振光在所有方向都具有相同的偏振性质，无论用任何方
向的透振片都不会改变其偏振性质。

圆偏振光是指光的电场振动方向沿着一个圆周运动。

这种光不具有特定的偏振方向，
无论用任何方向的偏振片都可以通过。

总结
光的偏振是光学重要的研究内容之一。

我们可以通过偏振片和偏振光源的实验，研
究光的偏振现象。

本文介绍了光通过偏振片和双折射晶片形成的圆偏振光的实验，希望
对读者有所帮助。

大学物理光的偏振与反射定律光是一种电磁波，具有波动和粒子性质。

在传播过程中，光的偏振和反射定律是重要的现象和规律。

本文将详细探讨光的偏振和反射定律，以及相关的实验和应用。

一、光的偏振1. 偏振现象的发现19世纪初，法国物理学家马拉斯发现了光的偏振现象。

他通过将光通过偏振片进行实验观察，发现光只有在特定方向上通过，其他方向上被屏蔽。

这一实验揭示了光既具有波动性，也具有粒子性。

2. 光的偏振方向光的偏振是指光波中电场矢量振动的方向。

光可以沿任意方向振动，但在实际观察中，我们常常将光的振动方向分为两类：线偏振光和圆偏振光。

线偏振光的电场矢量沿着一条直线振动，而圆偏振光的电场矢量在平面内呈圆周运动。

3. 产生偏振光的方法产生偏振光的方法有很多，其中包括：- 自然光通过偏振片：自然光通过偏振片时，只有与偏振片的偏振方向一致的光能够透过，其他方向的光会被吸收或反射。

- 偏振器：偏振器是一种特殊的光学元件，可以自行分离光波中的不同偏振分量，使得只有特定偏振方向的光通过。

二、反射定律1. 反射现象的描述当光从一种介质（如空气）射向另一种介质（如玻璃）时，光波会发生反射。

反射是光线从介质界面上被弹回的现象。

2. 反射定律的表达反射定律是描述入射角、反射角和界面法线之间关系的规律。

根据反射定律，入射角和反射角的平面与界面的法线在同一平面内，并且入射角等于反射角。

3. 折射定律与反射定律的关系折射定律也是光在界面上的另一个重要规律。

根据折射定律，光线从一种介质射向另一种介质时，入射角和折射角的比值等于两种介质的折射率比值。

反射定律和折射定律是光在界面上的基本规律，它们共同决定了光的传播。

三、光的偏振与反射定律的应用1. 偏振光的应用偏振光在科学研究和工程技术中具有广泛的应用，如：- 光学显微镜：偏振光可以增强显微镜的分辨率，提高观察样品的效果。

- 液晶显示器：液晶显示器利用偏振光的旋转和吸收特性来显示图像。

- 偏振滤镜：偏振滤镜可以调节光的强度和偏振方向，常用于摄影和光学实验中。

⼤学物理——光的偏振今⽇⼀⾔：如果你连⼯作挣钱都要别⼈开导你， 都要⼈盯着，看着，哄着，⿎励着， 劝你还是别⼲了，那你就应该穷。

这是不是鸡汤，这是现实。

——王健林⼤学物理——光的偏振很快进⼊新内容了，我才刚整理这个内容的笔记。

课本⽬录10.1 ⾃然光和偏振光10.1.1 横波的偏振性10.1.2 ⾃然光10.1.3 线偏振光10.1.4 部分偏振光10.2 起偏和检偏 马吕斯定律10.2.1 偏振⽚的起偏和检偏10.2.2 马吕斯定律10.3 反射和折射时光的偏振10.4 光的双折射现象10.4.1 双折射现象 晶体的光轴10.4.2 o光和光的特性*10.4.3 ⽤惠更斯原理解释双折射现象10.4.4 偏振棱镜*10.5 偏振光的⼲涉 ⼈为双折射现象习题1010.1 ⾃然光和偏振光⾸先要搞清楚，纵波和横波长什么样，我从⼩⼀直觉得横波就是⽔平传播，纵波就是上下振动传播的。

10.1.1 横波的偏振性光⽮量：光波电⽮量（E⽮量)偏振 ：光⽮量不和光的传播⽅向⼀致。

偏振光分类：⾃然光、线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光。

线偏振光和圆偏振光⾃然光、偏振镜和偏振光10.1.2 ⾃然光⾃然光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，沿各个⽅向振动的光⽮量都有振幅相等、分布对称特性的光。

⾃然光及其图⽰法10.1.3 线偏振光线偏振光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光⽮量只沿⼀个固定的⽅向振动的光。

线偏振光及其图⽰法部分偏振光部分偏振光：在垂直于光的传播⽅向的平⾯内，光振动在某⼀⽅向较强，⽽在垂直于此⽅向较弱的光。

部分偏振光及其图⽰法光的偏振状态⼀、⾮偏振光⾮偏振光： ⾃然光普通光源发出的光为⾃然光。

初相互不相关振动⽅向互不相关且随机分布⾃然光的光⽮量可⽤两个相互独⽴、振幅相等、振动⽅向相互垂直的分振动表⽰。

两个互相垂直分振动⽅向是任选的。

各光⽮量间⽆固定的相位关系。

两光⽮量振幅相等，各具有⼀半的振动能量。

⼆、完全偏振光部分偏振光：线、圆和椭圆偏振光。