(一)光的偏振

　　1.自然光和偏振光

　　(1)幾個基本概念

　　1)偏振:波的振動方向在垂直于波的傳播方向的平面內(nèi)沿著一個固定方向的振動, 稱為偏振,它是橫波所具有的特性。

　　2)振動面:由波的振動方向和波的傳播方向組成的平面稱為振動面。

　　3)偏振面:與振動面垂直的面稱為偏振面,在偏振面內(nèi)沒有波的振動。

　　(2)自然光

　　光是電磁波,是橫波。今以E矢量(振動)表示光矢量(振動) ,光振動在垂直于光 的傳播方向的平面內(nèi)。但是,由于光源中大量原子發(fā)光彼此獨立和間歇'性,而且每個原子 發(fā)出的光,其光振動(E振動)在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)各方向的取向幾率相等, 所以形成光振動(E振動)在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)沿各個方向的強度相等(振幅 相等) ,具有這種性質(zhì)的光稱為自然光。自然光不具有偏振性,所以是非偏振光。

　　(3)偏振光和部分偏振光

　　1)偏振光

　　把自然光的兩個互相垂直的光振動中的一個全部去掉,則就成為光振動在垂直于光的 傳播方向的平面內(nèi)只沿一個方向的振動,這種光稱為(線)偏振光或完全偏振光,如圖 2-4-14所示。它的光強度為自然光的強度的一半。

　　2)部分偏振光

　　如果把自然光的兩個互相垂直的光振動中的一個只去掉一部分,就成為部分偏振光, 如圖2-4-15所示。

　　2.反射和折射時光的偏振

　　(1)反射和折射時光的偏振

　　(2)布儒斯特定律

　　3.偏振片的起偏和檢偏

　　(1)起偏和檢偏的方法

　　在透明薄膜或玻璃片上涂上一層具有吸收某一個方向光振動的物質(zhì)[例如硫酸金雞納 霜(或險)]后,就成為偏振片。偏振片只允許與上述某方向相垂直的光振動通過,這個 允許通過的光振動方向叫做偏振片的偏振化方向,在圖上用符號"↕"表示。

　　自然光通過偏振片N后成為偏振光,其光振動方向與偏振片的偏振化方向一致,

　　(2)馬呂斯定律

　　4.光的雙折射現(xiàn)象

　　(1)光的雙折射現(xiàn)象

　　光通過各向異性晶體,出現(xiàn)兩束折射光線,這種現(xiàn)象稱為雙折射現(xiàn)象。其中一束光線 遵從折射定律,稱為尋常光線,用o表示,也稱o光;另一束光線不遵從折射定律,稱為 非常光線,用e表示,也稱e光。出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象的原因是由于o、e光在晶體中沿各個 方向的傳播速度不同(因而折射率也不同)。

　　(2)光軸

　　光沿某一特定方向通過各向異性晶體時,不產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象,在這個方向,o、e光 的傳播速度相同,這個特定的方向就是晶體的光軸。注意,光軸代表一個方向,而不是一 條直線。

　　若光通過晶體,只有一個方向不發(fā)生雙折射,這種晶體稱為單軸晶體,如方:解石、石 英等。若光通過晶體,有兩個方向不發(fā)生雙折射,這類晶體稱為雙軸晶體,如云母、硫 磺等。

　　(3)主截面

　　通過光軸并與晶體的任一晶面正交的面稱為該晶體的主截面。當(dāng)人射光線在主截面內(nèi) 時,o、e光均在主截面內(nèi),但o光的振動方向垂直于主截面, e光的振動方向平行于主截 面,兩者都是偏振光。

　　(4)利用雙折射現(xiàn)象獲得偏振光

　　1)某些晶體,例如電氣石,對尋常光線能全部吸收,而能通過非常光線,晶體的這 種性質(zhì)稱為二色'性。利用電氣石的二色性可以獲得偏振光。又如偏振片就是在用透明物質(zhì) 制成的薄片表面上,涂上一層(約0.lmm)二色性很強的硫酸金雞毛內(nèi)霜(或臉)組成的。

　　2)利用方解石晶體制成一種稱為尼科耳的起偏振棱鏡,這種棱鏡能把尋常光線用全 反射方法除去,只讓非常光線透過,從而獲得偏振光。尼科爾棱鏡出射的偏振光的振動面 在其主截面內(nèi),告知尼科爾棱鏡主截面的方位,也即告知出射偏振光光振動的方位。

　　5.橢圓偏振光和圓偏振光