§14-13  光的偏振态

    一、自然光和线偏振光

图 14-43

    像太阳、电灯和烛光这类普通光源中包含了大量各自独立发光的原子或分子,在由它们发出的光波中,具有各个方向的光矢量,其中任何一个方向都不比其他方向特殊。在与传播方向相垂直的平面内,在所有可能的方向上,E的振幅都相等,这样的光称为自然光,如图14-43(a)所示。任何一束自然光,在垂直于传播方向的平面内,大家总可以将各个方向的光矢量都分解到两个互相垂直的方向上,从而得到两个互相垂直的、振幅相等的、彼此独立的光振动,如图14-43(b)中的E1E2。由于自然光中的光振动是由各自独立的发光粒子发出的,所以这两个互相垂直的光矢量E1E2之间不存在确定的相位关系,并且在用图表示时E1E2可以任意取向,只要求它们互相垂直、长度相等就可以了。正因为E1E2的幅度相等,所以这两个光振动各自都占自然光总光强的一半。

图 14-44

    如果光矢量E只在一个固定平面内,并沿一个固定方向振动,这种光称为线偏振光或平面偏振光,其光矢量的分布如图14-44中双向箭头所示,图中k是波矢,表示波的传播方向。光矢量的振动方向(即图中双向箭头的方向)与光的传播方向(即图中k的方向)所构成的平面,称为振动面。

         如果把自然光的两个光振动中的一个滤去,就得到振动方向与另一个光振动相同的线偏振光。具有这种过滤作用的光学元件称为起偏器, 偏振片就是一种起偏器。能够透过的振动方向称为起偏器或偏振片的透振方向。自然光通过偏振片后就得到沿透振方向的线偏振光。

 

       
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