一文詳解光的偏振

在物理學中，極化被定義為由于電磁輻射的波動性質(zhì)而引起的現(xiàn)象。陽光穿過真空到達地球，這是電磁波的一個例子。這些波被稱為電磁波，因為它們是在電場與磁場相互作用時形成的。您將了解兩種類型的波，橫波和縱波。您還將了解偏振和平面偏振光。

橫波和縱波

橫波是波，其中粒子在波中的運動垂直于波的運動方向。

示例：扔石頭時水中的漣漪。

當介質(zhì)的粒子沿波的運動方向行進時，就會形成縱波。

示例：聲波在空氣中的運動。

什么是極化?

光是在空間中傳播的電場和磁場的相互作用。光波的電振動和磁振動相互垂直發(fā)生。電場沿一個方向移動，磁場在另一個方向上“相互垂直”。因此，我們有一個被電場占據(jù)的平面，另一個垂直于它的磁場平面，并且行進方向垂直于兩者。這些電振動和磁振動可以發(fā)生在許多平面上。在多個平面上振動的光波稱為非偏振光。太陽、燈或燈管發(fā)出的光都是非偏振光源。如下圖所示，傳播方向是恒定的，但振幅發(fā)生的平面在變化。

此處的圖像顯示了它的各種類型：

另一種波是極化波。偏振波是振動發(fā)生在單個平面上的光波。平面偏振光由所有波的振動方向相同的波組成。

在上圖中，您可以看到平面偏振光僅在一個平面上振動。將非偏振光轉(zhuǎn)化為偏振光的過程稱為偏振。像你看到的偏振片這樣的設(shè)備是用于光的偏振的。

極化類型

以下是三種類型的極化，具體取決于電場的方向：

線性極化

圓極化

橢圓偏振

線性極化

在線性偏振中，光的電場被限制在沿傳播方向的單個平面上。

圓極化

光的電場中有兩個相互垂直的線性分量，因此它們的振幅相等，但相位差為 π/2。發(fā)生的電場的傳播將以圓周運動的形式傳播。

橢圓偏振

光的電場遵循橢圓傳播。兩個線性分量之間的幅度和相位差不相等。

用于光偏振的方法

光的偏振有幾種方法：

透射極化

反射偏振

散射偏振

折射偏振

偏振應(yīng)用

以下是偏振的應(yīng)用：

太陽鏡中使用偏光來減少眩光。

寶麗來濾光片在塑料行業(yè)中用于執(zhí)行應(yīng)力分析測試。

三維電影是在偏振的幫助下制作和放映的。

偏振用于區(qū)分橫波和縱波。

紅外光譜使用偏振。

它在地震學中用于研究地震。

在化學中，有機化合物的手性是使用極化技術(shù)測試的。

偏振光的計算公式

stokes向量

Jones 向量和矩陣

Mueller矩陣

Poincare 球

常見問題 – 常見問題

哪種類型的波不能偏振?

聲波等縱波不能偏振，因為粒子的運動是一維的。

極化平面是什么意思?

一種平面，電磁波在極化時在其中振動，從而在單個平面中振動。

什么是偏光片?

偏振器是一種光學器件，可以通過阻擋所有其他振動將非偏振光波轉(zhuǎn)換為偏振光波。

什么是檢偏儀?

檢偏儀是一種光學設(shè)備，用于確定光是否為平面偏振。

誰發(fā)現(xiàn)了光的偏振?

法國物理學家艾蒂安·路易斯·馬魯斯(Etienne Louis Malus)發(fā)現(xiàn)了光的偏振。

來源： 睞芯科技LightSense

審核編輯：湯梓紅