(一)光的偏振

　　1.自然光和偏振光

　　(1)几个基本概念

　　1)偏振:波的振动方向在垂直于波的传播方向的平面内沿着一个固定方向的振动, 称为偏振,它是横波所具有的特性。

　　2)振动面:由波的振动方向和波的传播方向组成的平面称为振动面。

　　3)偏振面:与振动面垂直的面称为偏振面,在偏振面内没有波的振动。

　　(2)自然光

　　光是电磁波,是横波。今以E矢量(振动)表示光矢量(振动) ,光振动在垂直于光 的传播方向的平面内。但是,由于光源中大量原子发光彼此独立和间歇'性,而且每个原子 发出的光,其光振动(E振动)在垂直于光的传播方向的平面内各方向的取向几率相等, 所以形成光振动(E振动)在垂直于光的传播方向的平面内沿各个方向的强度相等(振幅 相等) ,具有这种性质的光称为自然光。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

　　把自然光的两个互相垂直的光振动中的一个全部去掉,则就成为光振动在垂直于光的 传播方向的平面内只沿一个方向的振动,这种光称为(线)偏振光或完全偏振光,如图 2-4-14所示。它的光强度为自然光的强度的一半。

　　2)部分偏振光

　　如果把自然光的两个互相垂直的光振动中的一个只去掉一部分,就成为部分偏振光, 如图2-4-15所示。

　　2.反射和折射时光的偏振

　　(1)反射和折射时光的偏振

　　(2)布儒斯特定律

　　3.偏振片的起偏和检偏

　　(1)起偏和检偏的方法

　　在透明薄膜或玻璃片上涂上一层具有吸收某一个方向光振动的物质[例如硫酸金鸡纳 霜(或险)]后,就成为偏振片。偏振片只允许与上述某方向相垂直的光振动通过,这个 允许通过的光振动方向叫做偏振片的偏振化方向,在图上用符号"↕"表示。

　　自然光通过偏振片N后成为偏振光,其光振动方向与偏振片的偏振化方向一致,

　　(2)马吕斯定律

　　4.光的双折射现象

　　(1)光的双折射现象

　　光通过各向异性晶体,出现两束折射光线,这种现象称为双折射现象。其中一束光线 遵从折射定律,称为寻常光线,用o表示,也称o光;另一束光线不遵从折射定律,称为 非常光线,用e表示,也称e光。出现双折射现象的原因是由于o、e光在晶体中沿各个 方向的传播速度不同(因而折射率也不同)。

　　(2)光轴

　　光沿某一特定方向通过各向异性晶体时,不产生双折射现象,在这个方向,o、e光 的传播速度相同,这个特定的方向就是晶体的光轴。注意,光轴代表一个方向,而不是一 条直线。

　　若光通过晶体,只有一个方向不发生双折射,这种晶体称为单轴晶体,如方:解石、石 英等。若光通过晶体,有两个方向不发生双折射,这类晶体称为双轴晶体,如云母、硫 磺等。

　　(3)主截面

　　通过光轴并与晶体的任一晶面正交的面称为该晶体的主截面。当人射光线在主截面内 时,o、e光均在主截面内,但o光的振动方向垂直于主截面, e光的振动方向平行于主截 面,两者都是偏振光。

　　(4)利用双折射现象获得偏振光

　　1)某些晶体,例如电气石,对寻常光线能全部吸收,而能通过非常光线,晶体的这 种性质称为二色'性。利用电气石的二色性可以获得偏振光。又如偏振片就是在用透明物质 制成的薄片表面上,涂上一层(约0.lmm)二色性很强的硫酸金鸡毛内霜(或脸)组成的。

　　2)利用方解石晶体制成一种称为尼科耳的起偏振棱镜,这种棱镜能把寻常光线用全 反射方法除去,只让非常光线透过,从而获得偏振光。尼科尔棱镜出射的偏振光的振动面 在其主截面内,告知尼科尔棱镜主截面的方位,也即告知出射偏振光光振动的方位。

　　5.椭圆偏振光和圆偏振光