波动光学施卫主编

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1、光学光学几何光学几何光学波动光学波动光学量子光学量子光学 第十八章第十八章 波动光学波动光学 光的干涉光的干涉 光的衍射光的衍射 光的偏振光的偏振基本内容基本内容18.1 18.1 光的相干性光的相干性 一、光的频率一、光的频率第一部分第一部分 光的干涉光的干涉相干波条件：相干波条件：频率相同、振动方向相同、恒定的位相差频率相同、振动方向相同、恒定的位相差 原子中一次量子跃迁的持续发光时间的数量级为原子中一次量子跃迁的持续发光时间的数量级为10-8s，是一个有限长的正弦波列，波列长度为是一个有限长的正弦波列，波列长度为0.033m不是严格不是严格的单色光。的单色光。 单色光：单色光：频率恒定的

2、一列无限长正弦（或余弦）光波。频率恒定的一列无限长正弦（或余弦）光波。 钠光灯的黄色光的波长为钠光灯的黄色光的波长为58935893埃，埃，但它也不是严格的单但它也不是严格的单色光。色光。 两个独立的光源两个独立的光源由于原子发光是随机的，间歇性的，两由于原子发光是随机的，间歇性的，两列光波的振动方向不可能一致，位相差不可能恒定，列光波的振动方向不可能一致，位相差不可能恒定，不可不可能成为一对相干光源。能成为一对相干光源。钠钠光光灯灯A钠钠光光灯灯B两束光不两束光不相干！相干！二、光的振动方向与位相差二、光的振动方向与位相差 光波是电磁波。光波中参与与物质相互作用（感光作光波是电磁波。光波中参

3、与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是用、生理作用）的是E 矢量，称为矢量，称为光矢量光矢量。 E 矢量的振动称为矢量的振动称为光振动光振动。怎样获怎样获得相干得相干光呢？光呢？三、相干光的获得三、相干光的获得1、分波阵面法、分波阵面法2、分振幅法、分振幅法18.2 18.2 分波阵面法产生的光的干涉分波阵面法产生的光的干涉 把同一光源发出的光波分成两个光波，使它们经过不把同一光源发出的光波分成两个光波，使它们经过不同的路程后相遇，获得相干光。同的路程后相遇，获得相干光。 让点光源发出的光波通过两个并排的小孔或利用反射让点光源发出的光波通过两个并排的小孔或利用反射和折射把光波的波阵面分为两

4、部分，获得相干光。和折射把光波的波阵面分为两部分，获得相干光。杨氏双缝杨氏双缝菲涅耳双镜菲涅耳双镜洛埃镜洛埃镜xk=+1k=-2k=+2k= 0k=-1S1S2S*I 一、杨氏双缝实验一、杨氏双缝实验1、实验示意图：、实验示意图： =2a xDk =0,1,2,.()k =0,1,2,.()=明纹明纹暗纹暗纹明条纹的位置：明条纹的位置：K+k D2ax=+()k122+Dx=2 atg2 ar12sinr2=axDS1S2rr12DaxD2aP2、明暗条纹条件、明暗条纹条件（2）、）、 各级明条纹的光强相等。各级明条纹的光强相等。（3）、）、 通过通过D 及及 a 的测量可以间接测得光的波长。

5、的测量可以间接测得光的波长。（4）、用白光照射，在屏幕上可以得到彩色干涉条纹。）、用白光照射，在屏幕上可以得到彩色干涉条纹。（1）、）、 相邻两明纹的间距：相邻两明纹的间距：讨论：讨论：讨论：讨论：k D2ax=+杨氏干涉条纹是明暗相间的等间隔条纹。杨氏干涉条纹是明暗相间的等间隔条纹。二、菲涅耳双镜实验二、菲涅耳双镜实验ABCM1s1s2M2*s虚光源虚光源点光源点光源屏屏镜子镜子1122 三、洛埃镜实验三、洛埃镜实验s s1 1s s2 2*MAB屏屏P.虚光源虚光源点光源点光源反射镜反射镜*BA 当屏移到如图位置时，当屏移到如图位置时，P 点出现暗条纹。这一结论证点出现暗条纹。这一结论证实

6、，实，光在镜子表面反射时有相位突变光在镜子表面反射时有相位突变，这种现象称为半这种现象称为半波损失。波损失。若若n1 屏屏薄膜透镜 1、对于透射光：、对于透射光：2、垂直入射：、垂直入射： 3、=（i），），光程差是入射角的函数，对于同一级条纹光程差是入射角的函数，对于同一级条纹具有相同的倾角。具有相同的倾角。讨论：讨论： 二、二、平行平面膜干涉的应用（平行平面膜干涉的应用（增透膜）增透膜）解一：使反射绿光干涉相消解一：使反射绿光干涉相消取取k=1MgF2玻璃玻璃1.38=n21.50=n1n0=112n2n1n0=1例例 在玻璃表面镀上一层在玻璃表面镀上一层MgF2薄膜，使波长为薄膜，使波长

7、为= 5500A0的绿光全部通过。的绿光全部通过。求：膜的厚度。求：膜的厚度。解二解二: 使透射绿光干涉相长使透射绿光干涉相长12n2n1n0=1问题：问题：此时反射光呈什么颜色？此时反射光呈什么颜色？取取k=1取取k=1取取k=2反射光反射光呈现紫呈现紫蓝色蓝色ek+1ekl光程差：光程差：1212n2n1n1二、劈形膜干涉（二、劈形膜干涉（等厚干涉等厚干涉） = 明纹明纹暗纹暗纹K+()k122+明暗条纹条件：明暗条纹条件：1、劈尖干涉、劈尖干涉l =n22sin相邻两暗纹的间距：相邻两暗纹的间距：（暗纹条件）（暗纹条件）ek+1ekl讨论：讨论： （3）、条纹的变化）、条纹的变化 （1）

8、、）、 利用劈尖可以测量微小角度利用劈尖可以测量微小角度，微小厚度及照射微小厚度及照射光的波长。光的波长。 （2）、）、=（e），），光程差是介质厚度的函数，对于同光程差是介质厚度的函数，对于同一级条纹，具有相同的介质厚度。一级条纹，具有相同的介质厚度。夹角夹角变小，变小，条纹变宽，条纹向右移动条纹变宽，条纹向右移动夹角变大，条纹变密，条纹向左移动夹角变大，条纹变密，条纹向左移动应该出应该出现现 暗纹暗纹的位置的位置实际的实际的暗纹位暗纹位置置试试件件标标 准准 件件（4）、）、劈尖干涉的应用劈尖干涉的应用检验平面的平整度检验平面的平整度erR2、牛顿环、牛顿环 = 明纹明纹暗纹暗纹K+()k

9、122+讨论：讨论： （1）、）、 从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ （2）、）、 属于等厚干涉；属于等厚干涉； 工工 件件标准件标准件=k1 2, ,.k=1 2, ,0,.暗环暗环明环明环 （3）、）、 牛顿环的应用：可以用来测量光波波长牛顿环的应用：可以用来测量光波波长可用于检验透镜质量可用于检验透镜质量透透 镜镜曲曲率率半半径径变变小小时时干干 涉涉条条纹纹变变密密（4）、干涉条纹变化）、干涉条纹变化M2M1M1GG12半透明半透明镀银层镀银层单单色色光光源源反反射射镜镜 1 1反射镜反射镜 2 2补偿玻璃板补偿玻璃板18.5 18.5 迈克

10、耳逊干涉仪迈克耳逊干涉仪一、实验装置一、实验装置二、迈克耳逊干涉仪的干涉条纹二、迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1等等厚厚干干涉涉条条纹纹等等倾倾干干涉涉条条纹纹M2M1与与重重 合合M1M2M2M1M2M1n干涉条纹移动数目干涉条纹移动数目dM2移动距离移动距离三、干涉条纹的移动三、干涉条纹的移动MM12当当M2与与M1 之间之间距离变大时，圆距离变大时，圆形干涉条纹向外形干涉条纹向外扩张扩张,干涉条纹干涉条纹变密。变密。 应用：测量光的波长应用：测量光的波长直线传播直线传播阴阴影影屏幕屏幕一、衍射现象一、衍射现象第二部分第二部分 光的衍射光的衍射18.

11、6 18.6 光的衍射光的衍射 惠更斯惠更斯费涅耳原理费涅耳原理衍射现象衍射现象屏幕屏幕 若取若取t=0t=0时刻波阵面上各时刻波阵面上各点发出的子波初相为零，点发出的子波初相为零， 则则面元面元dsds在在P P点引起的光振动就点引起的光振动就为：为：dSrP.S二、惠更斯二、惠更斯费涅耳原理费涅耳原理 原理原理 从同一波阵面上各点所发出的子波，经传播而从同一波阵面上各点所发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，也可相互叠加产生干涉现象。在空间某点相遇时，也可相互叠加产生干涉现象。 其中其中C为比例常数，为比例常数，K()K()为为倾斜因子，随倾斜因子，随 的增加的增加而减小。而减小。K()=

12、0K()=0dE=0 利用惠更斯利用惠更斯费涅耳原理原理可以解释光衍射中出现费涅耳原理原理可以解释光衍射中出现明暗条纹的现象。明暗条纹的现象。整个面在整个面在P P点引起的合光振动就为：点引起的合光振动就为：此即为惠更斯原理的定量表示式。此即为惠更斯原理的定量表示式。三、两类衍射三、两类衍射费涅耳衍射费涅耳衍射 衍射屏离光源的距离或接受屏离衍射屏的距衍射屏离光源的距离或接受屏离衍射屏的距离中有一个为有限远时的衍射。离中有一个为有限远时的衍射。夫朗和费衍射夫朗和费衍射 衍射屏离光源和接受屏距离都为无限远时衍射屏离光源和接受屏距离都为无限远时的衍射。即照射在衍射屏上的光和离开衍射屏的光都为平的衍射

13、。即照射在衍射屏上的光和离开衍射屏的光都为平行光。行光。S*费涅耳衍射费涅耳衍射夫朗和费衍射夫朗和费衍射S*衍射屏衍射屏接受屏接受屏18.7 18.7 单缝及圆孔衍射单缝及圆孔衍射 光学仪器的分辨率光学仪器的分辨率单缝衍射单缝衍射圆孔的夫朗和费衍射圆孔的夫朗和费衍射衍射光栅衍射光栅 一、单缝衍射一、单缝衍射1、单缝衍射的实验装置、单缝衍射的实验装置2、用费涅耳半波带法解释单缝衍射现象、用费涅耳半波带法解释单缝衍射现象屏幕屏幕屏幕屏幕S*2三个半波带三个半波带AAABCaxf1222.P.亮纹亮纹四个半波带四个半波带.AAABCaxf122.A3P.暗纹暗纹结论结论 分成偶数半波带为暗纹，分成奇

14、数半波带为明纹。分成偶数半波带为暗纹，分成奇数半波带为明纹。a+()sink122=ka sin =a sin2=k1，.()暗纹暗纹暗纹暗纹明纹明纹明纹明纹中央明纹中央明纹中央明纹中央明纹，2=k1，.()，+讨论：讨论： （1）、）、 光强分布光强分布 当当角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光强变小；另外，当减少，所以光强变小；另外，当角增加时，角增加时， K()K()减小，减小，光强变小。光强变小。a52a32a32a520Isin当当增加时光强的增加时光强的极大值迅速衰减的极大值迅速衰减的原因是什么？原因是什么？（2 2）

15、、 中央亮纹宽度中央亮纹宽度axf（一级暗纹条件）（一级暗纹条件）（一级暗纹坐标）（一级暗纹坐标）（中央亮纹宽度）（中央亮纹宽度） Ix相邻两干涉条纹间距是中央亮纹宽度的一半相邻两干涉条纹间距是中央亮纹宽度的一半（3 3）、 相邻两衍射条纹间距相邻两衍射条纹间距二、圆孔的夫朗和费衍射二、圆孔的夫朗和费衍射1、实验装置、实验装置S*由第一暗环围成的光由第一暗环围成的光斑称为斑称为爱里斑爱里斑爱里斑爱里斑。爱里斑爱里斑2 2、圆孔衍射光强分布、圆孔衍射光强分布第一级暗环的衍射角满足：第一级暗环的衍射角满足：sin1=1.22D0.61r=0IRRR0.6101.6191.116sin爱里斑占整个爱

16、里斑占整个入射光束总光入射光束总光强的强的84% 点光源经过光学仪器的小圆孔后，由于衍射的影响，点光源经过光学仪器的小圆孔后，由于衍射的影响，所成的象不是一个点而是一个明暗相间的圆形光斑。中央所成的象不是一个点而是一个明暗相间的圆形光斑。中央最亮的亮斑即为最亮的亮斑即为爱里斑爱里斑。s1s2D*爱里斑爱里斑三、光学仪器的分辨率三、光学仪器的分辨率瑞利判据瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗处相重合，认好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗处相重合，认为这两个点光源恰好能为这一光学仪器所分辨。为这两个点光源恰好

17、能为这一光学仪器所分辨。恰恰能能分分辨辨不不能能分分辨辨能能分分辨辨s1s2D*圆孔衍射的第一级极小值由下式给出：圆孔衍射的第一级极小值由下式给出：Dsin1=1.22最小分辨角为：最小分辨角为：sin11.22D1= 在恰能分辨时，两个点光源在透镜前所张的角度，称在恰能分辨时，两个点光源在透镜前所张的角度，称为最小分辨角为最小分辨角。1.22D1=R1D为物镜的直径为物镜的直径2、显微镜的最小分辨距离、显微镜的最小分辨距离uysin=0.61nU为孔径对物点的半张角为孔径对物点的半张角n物镜的折射率物镜的折射率Nsinu称为光学仪器的数值孔径称为光学仪器的数值孔径讨论：讨论：讨论：讨论：1、

18、 望远镜的分辨本领望远镜的分辨本领显微镜的分辨本领：显微镜的分辨本领：=Ruysin=n10.61增大数值孔径可增大数值孔径可提高分辨本领。提高分辨本领。18.8 18.8 衍射光栅衍射光栅 a为缝宽，为缝宽， b为不透光部分宽度，为不透光部分宽度， （a+b）称为光栅常称为光栅常数，约为数，约为10-4 10-6m。()ab+sin 相邻两缝光线的光程差相邻两缝光线的光程差xf0()a b+sinabab+屏屏 光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。缝数缝数 N

19、= 4 时时光栅衍射的光强分布图光栅衍射的光强分布图主极大主极大主极大主极大亮纹亮纹次极大次极大极小值极小值极小值极小值包络线为单缝衍射包络线为单缝衍射的光强分布图的光强分布图k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3中中央央亮亮纹纹k=6k=-6k1 2.= 0，+()ab+sink=当满足下列条件当满足下列条件时相邻两缝光线的光程差等于波长的整数倍，干涉加强，时相邻两缝光线的光程差等于波长的整数倍，干涉加强，形成亮纹。此式称为形成亮纹。此式称为光栅公式光栅公式。主极大的条件可用用光矢量主极大的条件可用用光矢量A 的叠加来解释。的叠加来解释。 当相邻两缝光束

20、的光程差为（当相邻两缝光束的光程差为（a+b）Sin=k时第一个时第一个与第二个缝光束的相位差为与第二个缝光束的相位差为2 一、主极大的位置一、主极大的位置（亮纹的位置）（亮纹的位置）N个缝光矢量叠加个缝光矢量叠加A1A2A3ANA光栅相邻两缝两束光线的光程差。光栅相邻两缝两束光线的光程差。合振幅合振幅 A=0设与之对应的相邻两缝光束的相位差为设与之对应的相邻两缝光束的相位差为由多边形的性质可知：由多边形的性质可知： 1、 极小值极小值 二、暗区二、暗区（a+b）Sin若若 N（a+b）Sin=若若 N（a+b）Sin=2NAA1A1NAA2A3合振幅合振幅 A=0满足下列条件为极小值满足下列

21、条件为极小值N（a+b）Sin=m讨论讨论：为何暗区很宽，亮纹很窄？：为何暗区很宽，亮纹很窄？1m=1， 2， 3，.N()1N()+N1N()2N()+,N., 221N()+2,.k =1k =21N()个极小个极小1N()个极小个极小一级极大一级极大二级极大二级极大 在在k=1,k=2两级极大值之间，布满了两级极大值之间，布满了N-1条暗纹，所以条暗纹，所以暗区很宽。暗区很宽。缝数缝数N 越多，暗区越宽，亮纹越窄。越多，暗区越宽，亮纹越窄。（a+b）Sin= + k2、 次极大次极大NAA1A满足下列条件为次极大满足下列条件为次极大则有：则有： = A1NAA2A3A若若 N（a+b）S

22、in=/2若若 N（a+b）Sin=3/2则有：则有： = 3N（a+b）Sin= n/2 由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为的地方，不再出现亮纹，称为缺级缺级。出现缺级必须满足下面两个条件：出现缺级必须满足下面两个条件：()ab+sin=k缝间光束干涉极大条件缝间光束干涉极大条件a sin=n单缝衍射极小条件单缝衍射极小条件缺级条件为：缺级条件为：()ab+kan= 三、缺级、缺级k =缺级：缺级：3,6,9,.()ab+kan=31若：若：，k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=

23、3k=-3k=6缺级缺级单缝衍射单缝衍射第一级极第一级极小值位置小值位置光栅衍射光栅衍射第三级极第三级极大值位置大值位置k=-6 如果有几种单色光同时投射在光栅上，在屏上将出现如果有几种单色光同时投射在光栅上，在屏上将出现光栅光谱。光栅光谱。二级光谱二级光谱一级光谱一级光谱三级光谱三级光谱xf0屏屏复色光复色光四四、光栅光谱光栅光谱()ab+sin=k=当当sin1时，时，ab+=1+1025000= 2+106m5.89310+sin()ab+k=2+10673 例例1 用每厘米有用每厘米有5000条的光栅，观察钠光谱线，条的光栅，观察钠光谱线， =5890。问：（问：（1）、光线垂直入射时

24、；（）、光线垂直入射时；（2）、）、 光线以光线以30度角倾斜入射时，最多能看到几级条纹？度角倾斜入射时，最多能看到几级条纹？k有最大值。有最大值。最多能看到最多能看到3级条纹。级条纹。据光栅公式据光栅公式解：（解：（1）= k()ab+sin+()sin =30在进入光栅之前有一附加光程差在进入光栅之前有一附加光程差AB，所以：所以：光栅公式变为：光栅公式变为：=k()ab+sin+()sin 5ABBC+=()ab+sin ()ab+sin+=()ab+sin+()sin = （2）、倾斜入射）、倾斜入射xf0屏屏A.BC. 1895年伦琴（年伦琴（W.C. Rontgen）发现发现X 射

25、线。射线。X 射线是波射线是波长很短的电磁波。长很短的电磁波。X 射线的波长：射线的波长： 0.001 0.01nmX射线管射线管阳极阳极阴极阴极104105V+18.9 18.9 晶体对晶体对X 射线的衍射射线的衍射X 射线衍射射线衍射-劳厄实验劳厄实验劳劳厄厄斑斑点点 晶体可看作三维晶体可看作三维立体光栅。根据劳厄立体光栅。根据劳厄斑点的分布可算出晶斑点的分布可算出晶面间距，掌握晶体点面间距，掌握晶体点阵结构。阵结构。晶体晶体底底片片铅铅屏屏X 射射线线管管 布喇格父子（布喇格父子（W.H.Bragg, W.L.Bragg）对伦琴射线衍对伦琴射线衍射的研究：射的研究： d为晶格常数（晶面为

26、晶格常数（晶面间距），间距），为掠射角为掠射角光程差光程差 ：ACCBd2sin =+干涉加强条件（布喇格公式）：干涉加强条件（布喇格公式）：kd2sin=k = 0,1,2,.AO.C.Bdkd2sin=k = 0,1,2,.应用：应用：应用：应用： 1、 如果晶格常数已知，可以测定如果晶格常数已知，可以测定X射线的波长，进行射线的波长，进行伦琴射线的光谱分析。伦琴射线的光谱分析。 2、 如果如果X 射线的波长已知，可以测定晶体的晶格常数，射线的波长已知，可以测定晶体的晶格常数，进行晶体的结构分析。进行晶体的结构分析。符合上述条件，各层晶面的反射线干涉后相互加强。符合上述条件，各层晶面的反射

27、线干涉后相互加强。Ev0H光矢量光矢量振动面振动面偏振面偏振面 若光矢量保持在一定平面内振动，称此平面为光矢量若光矢量保持在一定平面内振动，称此平面为光矢量的振动面，这种振动状态称平面偏振态。若所有光矢量都的振动面，这种振动状态称平面偏振态。若所有光矢量都在一个平面内振动称这种光线为在一个平面内振动称这种光线为线偏振光线偏振光或或平面偏振光平面偏振光。第三部分第三部分 光的偏振光的偏振18.10 18.10 自然光和偏振光自然光和偏振光一、偏振光一、偏振光线偏振光的表示法：线偏振光的表示法：. . . . . . . . .光矢量在屏平面内光矢量在屏平面内光矢量与屏平面垂直光矢量与屏平面垂直光

28、矢量与屏平面斜交光矢量与屏平面斜交二、自然光：二、自然光： 原子发光是随机的，在普通光源中不同原子发出的光原子发光是随机的，在普通光源中不同原子发出的光波列，它们的频率、初相位、振动面、传播方向及波列长波列，它们的频率、初相位、振动面、传播方向及波列长度都可能不同。度都可能不同。所以，各种振动面的光出现机会相等，沿所以，各种振动面的光出现机会相等，沿同一振动面的原子光波列的强度与振动面方向无关，称这同一振动面的原子光波列的强度与振动面方向无关，称这种光为种光为自然光自然光。 自然光可以分解为两束相互独立的、等振幅的、振动自然光可以分解为两束相互独立的、等振幅的、振动方向相互垂直的线偏振光，这两

29、线偏振光的光强等于自然方向相互垂直的线偏振光，这两线偏振光的光强等于自然光光强的一半。光光强的一半。自然光的表示法：自然光的表示法：.三、部分偏振光：三、部分偏振光： 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量部如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量部分地削弱，所得的光线称为分地削弱，所得的光线称为部分偏振光部分偏振光。部分偏振光表示法：部分偏振光表示法：. . . . 偏振片偏振片：有些薄膜材料能吸收某一方向的光振动，而：有些薄膜材料能吸收某一方向的光振动，而只让与这个方向垂直的光振动通过，这个方向称为偏振化只让与这个方向垂直的光振动通过，这个方向称为偏振化方向。称这些薄膜为偏振片。

30、方向。称这些薄膜为偏振片。 自然光通过偏振自然光通过偏振片后变为线偏振光，片后变为线偏振光，称为称为起偏起偏。偏偏偏偏振振振振化化化化方方方方向向向向自自然然光光线线偏偏振振光光偏振片偏振片 偏振片又可用来检验偏振片又可用来检验光线的偏振化程度，称光线的偏振化程度，称为为检偏检偏。一、起偏与检偏一、起偏与检偏18.11 18.11 起偏与检偏起偏与检偏 马吕斯定律马吕斯定律. . . .起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化二、马吕斯定律二、马吕斯定律.两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零两偏振片的偏振化方向

31、相互垂直光强为零检偏器检偏器自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .自然光自然光. a a为为检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之检偏器前偏振光振动方向与检偏器偏振化方向之间的夹角间的夹角马吕斯定律马吕斯定律I0I=AA022=cosA02A022a. .起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光AA0AA0I0I检偏器偏检偏器偏振化方向振化方向acosAA0=aI0I=cos2a a讨论：讨论： 2、 此定律只适用于没有光吸收的理想偏振此定律只适用于没有光吸收的理想偏振片。片。马吕斯定律马吕斯定律I0I=cos2a aI0=I= 0，当当

32、a a2=0=I，a a1、当、当.in1n2r以任意角度入射以任意角度入射 以任意角度入射时，以任意角度入射时，反射光和折射光都为部分反射光和折射光都为部分偏振光。偏振光。实验和理论都表明：实验和理论都表明： 反射光中垂直于入射面反射光中垂直于入射面振动的光的强度比较大，振动的光的强度比较大，折射光中在入射面内振动折射光中在入射面内振动的光的强度比较大。的光的强度比较大。18.12 18.12 反射和折射时光的偏振反射和折射时光的偏振 以布儒斯特角入射时，以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。且：光为部分偏振光。且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射以布儒斯特角入射90r0+=i0nsin isin r1n20=n21tg isin isin r0=sin isin0()90i00=0tg i0n1n2=n21由折射定律：由折射定律：布儒斯特定律布儒斯特定律玻璃对空气的折射率为：玻璃对空气的折射率为：=n211.50tg i =01.50=i0560.利利用用玻玻璃璃堆堆获获得得偏偏振振光光.线偏振光线偏振光自然光入射自然光入射