什么是偏振光?
蕓欣
偏振光( polarized light ),光學(xué)名詞,光是一種電磁波,電磁波是橫波。而振動(dòng)方向和光波前進(jìn)方向構(gòu)成的平面叫做振動(dòng)面,光的振動(dòng)面只限于某一固定方向的,叫做平面偏振光或線偏振光。
振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚?duì)稱性叫做偏振,它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個(gè)最明顯的標(biāo)志,只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光波是電磁波,因此,光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動(dòng)矢量E和磁振動(dòng)矢量H都與傳播速度v垂直,因此光波是橫波,它具有偏振性。具有偏振性的光則稱為偏振光。
通常光源發(fā)出的光,它的振動(dòng)面不只限于一個(gè)固定方向而是在各個(gè)方向上均勻分布的。這種光叫做自然光。光的偏振性是光的橫波性的最直接,最有力的證據(jù),光的偏振現(xiàn)象可以借助于實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行觀察,P1、P2是兩塊同樣的偏振片。
通過一片偏振片p1直接觀察自然光(如燈光或陽(yáng)光),透過偏振片的光雖然變成了偏振光,但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力,故無法察覺。如果我們把偏振片P1的方位固定,而把偏振片P2緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng),就可發(fā)現(xiàn)透射光的強(qiáng)度隨著P2轉(zhuǎn)動(dòng)而出現(xiàn)周期性的變化,而且每轉(zhuǎn)過90°就會(huì)重復(fù)出現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度從最大逐漸減弱到最暗;繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)P2則光強(qiáng)又從接近于零逐漸增強(qiáng)到最大。
由此可知,通過P1的透射光與原來的入射光性質(zhì)是有所不同的,這說明經(jīng)P1的透射光的振動(dòng)對(duì)傳播方向不具有對(duì)稱性。自然光經(jīng)過偏振片后,改變成為具有一定振動(dòng)方向的光。這是由于偏振片中存在著某種特征性的方向,叫做偏振化方向,偏振片只允許平行于偏振化方向的振動(dòng)通過,同時(shí)吸收垂直于該方向振動(dòng)的光。
通過偏振片的透射光,它的振動(dòng)限制在某一振動(dòng)方向上,我們把第一個(gè)偏振片P1叫做“起偏器”,它的作用是把自然光變成偏振光,但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢查。旋轉(zhuǎn)P2,當(dāng)它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時(shí),偏振光可順利通過,這時(shí)在P2的后面有較亮的光。
當(dāng)P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時(shí),偏振光不能通過,在P2后面也變暗。第二個(gè)偏振片幫助我們辨別出偏振光,因此它也稱為“檢偏器”。