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对光的偏振态进行检测有什么意义

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:1809年马吕斯在研究线偏振光通过检偏器后的透射光光强时发现,如果入射线偏振光的光强为I0,透过检偏器后,透射光的光强I为式中,α为入射的线偏振光的光振动方向与检偏器的偏振化(透光轴)方向之间的夹角。上式称为马吕斯定律。要特别注意的是,马吕斯定律所指的是线偏振光入射的情形,如果是自然光入射,则不论如何旋转检偏器,透射光都应为入射光强的一半。

1809年马吕斯在研究线偏振光通过检偏器后的透射光光强时发现,如果入射线偏振光的光强为I0,透过检偏器后,透射光的光强I为

式中,α为入射的线偏振光的光振动方向与检偏器的偏振化(透光轴)方向之间的夹角。

上式称为马吕斯定律。

如图16-2-2所示,ON1为入射线偏振光的振动方向,ON2为检偏器的透光轴方向,两者的夹角为α。将入射线偏振光的光矢量振幅E0沿ON2及垂直于ON2的方向分解为两个分量,其中只有平行于检偏器透光轴方向ON2的分量可透过检偏器。由于光强和振幅的平方成正比,所以透过检偏器的透射光强I和入射线偏振光的光强I0之比为

图16-2-2 马吕斯定律的证明

要特别注意的是,马吕斯定律所指的是线偏振光入射的情形,如果是自然光入射,则不论如何旋转检偏器,透射光都应为入射光强的一半。如果入射到检偏器的是部分偏振光,则需先将其分解为自然光和线偏振光,再分别加以讨论。

光的偏振有着广泛的应用。比如可利用偏振光的干涉分析机件内部应力分布情况,也可以利用偏振光测量溶液的浓度。偏光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重要的应用。

【例16-1】 若自然光的光强为I0,让它通过两个偏振化方向夹角为60°的偏振片P1和P2,求透过第二个偏振片P2后的光强。

解 自然光通过P1变成线偏振光,其强度为

线偏振光透过第二个偏振片P2后的光强为

【例16-2】 一部分偏振光由自然光和线偏振光两种成分混合而成,当它通过检偏器时,随着检偏器的转动,发现最大透射光强是最小透射光强的6倍,求部分偏振光中这两种成分的光强之比。

解 设自然光光强为I0,线偏振光光强为I。透射光的最大光强出现在检偏器的透光轴方向并平行于线偏振光的振动方向时,线偏振光全部通过而自然光有一半通过,因此最大光强为I0/2+I;当透光轴方向和线偏振光的振动方向垂直时,有最小透射光强I0/2,因此

解得

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