偏振光的原理及应用

偏振光的原理及应用 作者:邵琪 学号:080105135 单位:南京理工大学紫金学院机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系 邮编:210000 摘要:光和其他所有的电磁波一样，由电场和磁场在真空的传播来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征，这个 两个场在空间每一点都垂直于传播方向，而且二者又相互垂直。由于在大多数 情况下，电磁波中起光作用的是电场矢量E，而不是磁场B，所以电场矢量又叫 光矢量，由于光是横波，所以光波中光矢量的振动方向总和光的传播方向相垂 直。在垂直于光传播方向的平面内，光矢量可能有各种不同的振动状态，根据 振动状态的不同大体上分为五种:自然光、偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光 和圆偏正光。 关键词:电磁波 电场 光矢量 Abstract: The light and, like all the other electromagnetic waves from the electric and magnetic fields in a vacuum, characterized by the spread of this two games each and every point in space, perpendicular to the direction of propagation, and two perpendicular to each other again. Since in most cases, the electromagnetic light played the role of the electric field vector E, rather than the magnetic field B, so the electric field vector is also called the light vector, due to transverse wave alone, so the vibration of light waves in the direction of light vector sum of the light propagation direction relative to vertical. In the light propagation direction perpendicular to the plane, the light vector may have different vibration states, according to the different vibration roughly be divided into five kinds: natural light, polarized light, partially polarized light, elliptically polarized light and round modification-center light. Key words: electromagnetic wave optical electric field vector 引言:光的偏振，反映了光具有波动性，对人类认识光的本性起了重要作用。 偏振光(polarized light)在生活、生产、科研中都有着重要应用。 偏振光的原理 光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向 构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定 方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。通常光源发出的光，它的振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。这种光叫做自然光。光的偏振性是光的横波性的最直接，最有力的证据，光的偏振现象可以借助于实验装置进行观察，P1、P2是两块同样的偏振片。通过一片偏振片p1直接观察自然光(如灯光或阳光)，透过偏振片的光虽然变成了偏振光，但由于人的眼睛没有辨别偏振光的能力，故无法察觉。如果我们把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2缓慢地转动，就可发现透射光的强度随着P2转动而出现周期性的变化，而且每转过90?就会重复出现发光强度从最大逐渐减弱到最暗;继续转动P2则光强又从接近于零逐渐增强到最大。由此可知，通过P1的透射光与原来的入射光性质是有所不同的，这说明经P1的透射光的振动对传播方向不具有对称性。自然光经过偏振片后，改变成为具有一定振动方向的光。这是由于偏振片中存在着某种特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允许平行于偏振化方向的振动通过，同时吸收垂直于该方向振动的光。通过偏振片的透射光，它的振动限制在某一振动方向上,我们把第一个偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光变成偏振光，但是人的眼睛不能辨别偏振光。必须依靠第二片偏振片P2去检查。旋转P2，当它的偏振化方向与偏振光的偏振面平行时，偏振光可顺利通过，这时在P2的后面有较亮的光。当P2的偏振方向与偏振光的偏振面垂直时，偏振光不能通过，在P2后面也变暗。第二个偏振片帮助我们辨别出偏振光，因此它也称为“检偏器”。 偏振光示意图 在高中我们学过，光是一种电磁波，是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。这种振动方向与传播方向垂直的波我们称之为横波。声波是靠空气或别的媒质前后压缩振动传播的，它的振动方向与传播相同，这类波我们称之为纵波。 横波有一个特性，就是它的振动是有极性的。在与传播方向垂直的平面上，它可以向任一方向振动。我们一般把光波电场振动方向作为光振动方向。如果一束光线都在同一方向上振动，我们就称它们是偏振光，或严格一点，称为完全偏振光。一般的自然光在各个方向振动是均匀分布的，是非偏振光。但是，光滑的非金属表面在一定角度下(称为布儒斯特角，与物质的折射率有关)反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。我们称这种光线为部分偏振光。部分偏振光是有程度的。偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。 2.获得线偏振光的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 自然光变成偏振光称作起偏，可以起偏的器件分为透射和反射2种形式。 (1)反射式起偏器 自然光在两种媒质的界面处反射和折射，当入射角φ满足tanφ ,n/n时，反射光,,,,成为振动方向垂直于入射面的线偏振光，这个规律称布儒斯特定律，φ称为布儒斯特角或,起偏角，而折射光为部分偏振光。 如果自然光以入射角φ投射在多层的玻璃堆上，经过多次反射后，透射出的光也接近于线, 偏振光，其振动面平行于入射面。 (2)透射式起偏器 晶体起偏器:利用某些晶体的双折射现象可以获得较高质量的线偏振光，如尼科尔棱镜，这类偏光器件价格昂贵。 偏振片:一般用具有网状分子结构的高分子化合物——聚乙烯醇薄膜作为片基，将这种薄膜浸染具有强烈二向色性的碘，经过硼酸水溶液的还原稳定后，再将其单向拉伸4~5倍以上而制成。这种偏振片称H偏振片。此外用另外方法还可制成K偏振片、L偏振片。 3.马吕斯定律 自然光通过偏振片变成光强为I ，振幅为A的线偏振光，再垂直入射到另一块偏振片, 上，出射光强为: I,I cos,θ , 这就是马吕斯定律。θ为两偏振片透振方向之间的夹角。 4.波片的偏光作用 单轴晶体制成厚度为L，表面平行于光轴的片,称波片。波片有正晶体或负晶体之分。 一束振幅为A的线偏振光垂直入射在波片表面上，且振动方向与光轴夹角为θ，在晶体内分解成o光和e光，振幅分别是A,A sinθ，A,Acosθ。经过波片后，二光产生位相差: ,e ΔΦ,2π(n,n)L/λ ,,, 式中, λ为光在真空中的波长;n、n为晶片对o光和e光的折射率。 ,,, 因为波片能使o光或e光的位相推迟，又称为位相推迟器。 o光和e光振动方向相互垂直，频率相同，位相差恒定，由振动合成可得: 这是椭圆方程式，代表椭圆偏振光。 当ΔΦ,2Kπ(K,,，,，,„)及A,A时，合成振动为圆偏振光。 ,, 偏振光的应用 在摄影技术中，为了在不同自然条件下拍到理想的或具有艺术效果的照片，一般在照相机镜头前加不同的镜片。其中一种镜片是“偏光镜”。偏光镜的用途之一是为了更清楚的拍摄水中的物体和鱼类等。如在公园清澈的水塘中游荡着漂亮的金鱼，用相机拍照的最大问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是水表面反射的光线使人看不清水下的鱼。根据布儒斯特定律，自然光经水面反射后是部分偏振光，而在布儒斯特角时是平面偏振光，水的折射率为1.33，相应的布儒斯特角为i0=53?。如右图所示，在相机的镜头前加上偏光镜，摄影者在岸上将相机以53?左右(估计)对准水面，旋转镜头前的偏光镜，使其偏振化方向与反射光的偏振面垂直拍照(此时，在取景器中看到水中的物体最清楚)，则可大大减小反射光的影响，拍到清晰的金鱼照片。 我们知道，传统的顶棚都是混凝土结构的，这种顶棚除了档雨和挡阳光以外没有其他作用。而今后我们的追求方向却是希望在满足基本作用的情况下能够最大限度的实现美感与观赏价值。在这里我们可以利用光的偏振原理设计出具有滤光，室内灭菌，隔热，观赏等功能于一身的多功能建筑顶棚。 如果该项成果研究顺利，它还可以广泛地应用到大型建筑，如:体育馆、科技馆、艺术馆、以及海洋馆中。还可以应用到农业研究中的大棚种植上去。应用前景十分广泛，也可取得很好的经济效益。 按照现在社会的发展，以后人人有车是一个不争的事实，但是开车的人都会遇到这样一个尴尬的事情，就是夜间行车，尤其是当两辆汽车在公路上相对行驶时，迎面而来的汽车车灯给己方的司机造成耀眼的眩光，严重妨碍和干扰了四级的视线，很容易造成交通事故。但是只要安装了人工偏振片就可以了，他是油无机透明 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 构成的，这种偏振滤光镜是根据布儒斯特定律，当自然光入射玻璃堆时，在入射角等于布儒斯特角的条件下，反射光及透射光都形成偏振光。若两种介质分别是n1和n2，光在界面上的入射角为 ，当入射角满足 时，反射光和折射光起偏振。实际 上空气的折射率约为1，即n1=1，玻璃的折射率约为1.52，即n2=1.52，那么当 =57?时就会起偏。 汽车前灯通过起偏之后可以变为偏振光，我们将偏振化方向定为与地平面成45?角。再将驾驶室的前窗上加上起偏器，起偏振化方向与自己的前车灯的起偏结果相同，这样向前观察的光强度是相对较强的。设定两个车的起偏器安装完全相同，当两车相对行驶时， 它们的起偏化方向是相互垂直的，这时，司机观察对方的灯光是消光的，是很弱的，这样就实现了避免眩光干扰的现象。 我们发现，偏振光的应用是十分广泛的，他在智能楼宇中有很好的应用，给我们的生活带来了方便。无论是楼宇上的应用，还是交通工具上的应用，甚至是照相、摄影上的应用，都是使得我们的生活更加的人性化、智能 参考文献:,1,姚安居～大学物理实验～2002～15,3,:52-53 ,2,吴庆州～大学物理实验～2009……..等等