《医学物理学光的偏振》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学物理学光的偏振（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光是电磁波 光的偏振现象证实了光是横波 第三节光的偏振 一 自然光和偏振光 1 光矢量引起感光作用和生理作用的主要是E矢量 常用E代表光波的振动方向 把E矢量称为光矢量 lightvector 2 自然光 naturallight 自然光的图示法为 在所有可能的方向上 E矢量的振幅都相等 这样的光称自然光 3 偏振光 polarizedlight 偏振光的图示法为 光矢量只沿一个固定方向振动的光称为平面偏振光 简称偏振光 平面偏振光 偏振光的振动方向和光的传播方向构成的平面称为偏振光的振动面 与振动面垂直而且包含传播方向的平面称为偏振面 振动面 planeofvibration 偏振面 pla
2、neofpolarization 部分偏振光 图示法为 光矢量在某一确定方向上有最强值的现象 称为部分偏振光 partialpolarizedlight 二 马吕斯定律 能够把自然光变成偏振光的装置 透射轴 1 起偏与检偏 起偏器 polarixer 检偏器 analyzer 用于检测光波是否偏振并确定其振动方向的装置 2 马吕斯定律 Maluss law E0 E1 E2 为透射轴方向与入射光振动方向的夹角 E0 E1 E0cos E2 E0sin 与A透射轴平行 与A透射轴垂直 马吕斯定律 例 两块偏振片的透射轴互成900 在它们之间插入另一偏振片 使它的透射轴与第一片的透射轴夹角为300
3、角 射向第一偏振片的自然光强度为I0 求通过三块偏振片的光强 解 解 解 解 3 偏振度 degreeofpolarization 自然光 偏振光 0 P 1 部分偏振光 检查部分偏振光时 透射光强有极大 极小值 偏振度 n1 n2 三 布儒斯特定律 自然光在两种各向同性的介质的分界面发生反射和折射 反射光和折射光一般为部分偏振光 n1 n2 反射光即成为光振动垂直于入射面的偏振光 反射光与折射光垂直 布儒斯特定律 折射定律 io布儒斯特角 Brewsterangle 又称为起偏角 光强很强 光强较弱 玻片堆可作起偏器或检偏器 上表面 io为布儒斯特角 下表面 为布儒斯特角 反射光为偏振光 四
4、 光的双折射 birefringence 一束光线射向各向异性的晶体时 出现两条折射光线的现象称为双折射 方解石 1 双折射 2 两折射光线的区别 两条折射光线分别称为o光 e光 它们是偏振光 O光 遵守折射定律的光线叫做寻常光 ordinarylight O光在各个方向n相同 波速v c n 波阵面是球面 e光 不遵守折射定律的光 称为非常光 extraordinarylight e光在各个方向n不相同 波速v c n 波阵面是椭球面 3 光轴 在晶体内存在一个特殊的方向 光沿着这个特殊方向传播时不发生双折射现象 在此方向上o光和e光都以同样的速度传播 这个特殊方向称为晶体的光轴 单轴晶体
5、uniaxialcrystal 只有一个光轴的晶体称为单轴晶体 如 方解石 石英 双轴晶体 biaxialcrystal 有两个光轴的晶体称为双轴晶体 如 云母 4 单轴晶体与双轴晶体 主平面 晶体中某光线与光轴组成的平面 叫该光线的主平面 5 主平面 principalplane 6 正晶体与负晶体 主折射率 称为负晶体 negativecrystal 如方解石 红宝石 称为正晶体 positivecrystal 如石英和冰 光轴 uo ue e波面 正晶体 若已知光轴 入射光方向即可由惠更斯原理确定两个折射光线的传播方向 从而解释双折射现象的产生 7 用惠更斯原理解释晶体的双折射现象 下面
6、以负晶体方解石为例 如 垂直入射光波 斜入射光波 五 二向色性 dichroism 如电气石晶片 仅1mm厚就可把o光完全吸收 让e线通过 因此电气石晶片可作为起偏器 检偏器 二向色性 晶体对相互垂直的两个光振动有选择性吸收的性能 例 光的偏振现象证实 A 光是横波B 光是纵波 C 光是电磁波 A 光是横波 例 关于波的偏振现象 下列说法正确的是A 波具有偏振现象说明该波是纵波 B 单色光一定是偏振光 C 偏振光一定是单色光 D 偏振光可以是单色光 也可以是复色光 D 例 从钠光灯发出的单色光 强度为I0 照射在偏振片上 则透射光的强度为 A I0B I0 2C I0 4D I0cos2 B
7、I0 2 例 当两偏振片透射轴夹角由30 变成45 时 变化前后透射光强度之比为 C 3 D 2 B B 例 如图 用透射轴与纸面垂直的偏振片查看o e两光 见到的是哪一束光 将偏振片旋转90 看到的又是哪一束光 再旋转180 看到的会是哪一束 o e 答 o光 e光 e光 例 若在空气中测得某种介质的起偏角为 0 根据布儒斯特定律 该介质的折射率为 A tgi0B I0 C arctgi0D 无法确定 A tgi0 例 一束太阳光以某一入射角射在平面玻璃上 这时反射光为完全偏振光 透射光的折射角为32 则入射角为 A 32 B 28 C 60 D 58 D 58 例 用透射轴夹角为30 的两偏振片看一光源 再用透射轴夹角为60 的两偏振片看同一位置的另一光源 观察到光的强度相同 则此二光源发光强度之比为 A 3 4B 4 3C 1 3D 2 C 垂直入射光波 返回双折射 注意 e光的波阵面与波线不垂直 波线的方向由子波波源和 新波前与子波阵面的 切点共同确定 斜入射光波 返回双折射
