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1、太原理工大学物理系太原理工大学物理系14-12 14-12 反射和折射时光的偏振反射和折射时光的偏振 自然光入射到两种各向同性媒介分界面上，反自然光入射到两种各向同性媒介分界面上，反射光和折射光都变成部分偏振光。射光和折射光都变成部分偏振光。太原理工大学物理系太原理工大学物理系 反射光反射光部分偏部分偏振光，垂直于入射面的振动大于振光，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动平行于入射面的振动. .折射光折射光部分偏振光，部分偏振光，平行于入射面的振动大于平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动垂直于入射面的振动. .结论：结论：反射光的偏振化程度与入射角有关反射光的偏振化程度与入射角有关 .
2、 .一般情况下：一般情况下：特殊情况下：特殊情况下： 反射光反射光完全偏完全偏振光振光折射光折射光部分偏振光部分偏振光太原理工大学物理系太原理工大学物理系玻璃玻璃空气空气当当入入射射角角等等于于某某一一特特定定值值i0时时，反反射射光光是是光光振振动动垂垂直于入射面的线偏振光。折射光仍为部分偏振光。直于入射面的线偏振光。折射光仍为部分偏振光。式式中中n2为为折折射射空空间间媒媒质质折折射射率率，n1为为入入射射空空间间媒媒质质的的折折射射率率，i0称称为为起起偏偏振振角角或或布儒斯特角。布儒斯特角。布儒斯特定律布儒斯特定律（1812年）年）太原理工大学物理系太原理工大学物理系1 1）反射光和折
3、射光互相垂直反射光和折射光互相垂直. .由折射定律由折射定律由布儒斯特定律由布儒斯特定律两式比较得两式比较得反射线与折射线垂直反射线与折射线垂直讨论讨论玻璃玻璃空气空气太原理工大学物理系太原理工大学物理系 2 2）根据光的根据光的可逆性可逆性，当入射光以，当入射光以 角从角从 介介质入射于界面时质入射于界面时, , 此此 角即为布儒斯特角角即为布儒斯特角 .玻璃玻璃太原理工大学物理系太原理工大学物理系3)3)画出下列光线的反射和折射（画出下列光线的反射和折射（起偏角起偏角 ）. .太原理工大学物理系太原理工大学物理系例例1 1 一束自然光以布儒斯特角入射到平玻璃板上，一束自然光以布儒斯特角入射
4、到平玻璃板上，就偏振状态来说，则反射光为就偏振状态来说，则反射光为 ，反射，反射光光 矢量的振动方向矢量的振动方向 ，折射光，折射光为为 ，反射光线与折射光线之间的，反射光线与折射光线之间的夹角为夹角为 。线偏振光线偏振光垂直于入射面垂直于入射面部分偏振光部分偏振光9090 例例2 自然光以自然光以60 的入射角照射到某两介质交界面时，的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为反射光为完全偏振光，则知折射光为(A)完全偏振光完全偏振光,且折射角是且折射角是30 .(B)部分偏振光部分偏振光,且只是在该光由真空入射到折射率且只是在该光由真空入射到折射率为为 的介质时，折射角
5、是的介质时，折射角是30 .太原理工大学物理系太原理工大学物理系解：解：答案答案 (D)(C)部分偏振光，且必须在已知两种介质的折射部分偏振光，且必须在已知两种介质的折射率时才能确定折射角率时才能确定折射角.(D)部分偏振光，且折射角是部分偏振光，且折射角是30 .反射光完全偏振反射光完全偏振，入射角，入射角i0 = 60 折射光为部分偏振折射光为部分偏振与介质的折射率无关与介质的折射率无关.折射角折射角太原理工大学物理系太原理工大学物理系 例例3 3 一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角为布儒斯特角为布儒斯特角 ，问，问: :在界面在界面2的反射光是什
6、么光？的反射光是什么光？1玻璃玻璃2解：解：在上表面在上表面反射光为线偏振光。反射光为线偏振光。在下表面在下表面也满足布儒斯特定律，反射光也是线偏振光。也满足布儒斯特定律，反射光也是线偏振光。太原理工大学物理系太原理工大学物理系 一次起偏垂直入射面的振动仅有很小部分被反一次起偏垂直入射面的振动仅有很小部分被反射（约射（约15%），所以），所以反射偏振光很弱反射偏振光很弱 。一般应用一般应用玻玻璃片堆璃片堆产生偏振光。产生偏振光。结论：结论：上、下两个表面的反射光都是线偏振光。上、下两个表面的反射光都是线偏振光。太原理工大学物理系太原理工大学物理系偏振片的应用偏振片的应用2)2) 作为照相机的滤
7、光镜，可以滤掉不必要的作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的反射光。反射光。3)3) 制成偏光眼镜，可观看立体电影。制成偏光眼镜，可观看立体电影。4)4) 若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成4545 角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免汽车角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免汽车会车时灯光的晃眼会车时灯光的晃眼。1)1) 作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置。作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置。太原理工大学物理系太原理工大学物理系有反射光干扰的橱窗有反射光干扰的橱窗在照相机镜头前加偏振片在照相机镜头前加偏振片消除了反射光的干扰消除了反射光的干扰太原理工大学物理系太原理工大学物理系拍摄橱窗时未加偏振片拍摄橱窗时未加偏振片拍摄橱窗时加偏振片拍摄橱窗时加偏振片
