一文详解光的偏振

在物理学中，极化被定义为由于电磁辐射的波动性质而引起的现象。阳光穿过真空到达地球，这是电磁波的一个例子。这些波被称为电磁波，因为它们是在电场与磁场相互作用时形成的。您将了解两种类型的波，横波和纵波。您还将了解偏振和平面偏振光。

横波和纵波

横波是波，其中粒子在波中的运动垂直于波的运动方向。

示例：扔石头时水中的涟漪。

当介质的粒子沿波的运动方向行进时，就会形成纵波。

示例：声波在空气中的运动。

什么是极化?

光是在空间中传播的电场和磁场的相互作用。光波的电振动和磁振动相互垂直发生。电场沿一个方向移动，磁场在另一个方向上“相互垂直”。因此，我们有一个被电场占据的平面，另一个垂直于它的磁场平面，并且行进方向垂直于两者。这些电振动和磁振动可以发生在许多平面上。在多个平面上振动的光波称为非偏振光。太阳、灯或灯管发出的光都是非偏振光源。如下图所示，传播方向是恒定的，但振幅发生的平面在变化。

此处的图像显示了它的各种类型：

另一种波是极化波。偏振波是振动发生在单个平面上的光波。平面偏振光由所有波的振动方向相同的波组成。

在上图中，您可以看到平面偏振光仅在一个平面上振动。将非偏振光转化为偏振光的过程称为偏振。像你看到的偏振片这样的设备是用于光的偏振的。

极化类型

以下是三种类型的极化，具体取决于电场的方向：

线性极化

圆极化

椭圆偏振

线性极化

在线性偏振中，光的电场被限制在沿传播方向的单个平面上。

圆极化

光的电场中有两个相互垂直的线性分量，因此它们的振幅相等，但相位差为 π/2。发生的电场的传播将以圆周运动的形式传播。

椭圆偏振

光的电场遵循椭圆传播。两个线性分量之间的幅度和相位差不相等。

用于光偏振的方法

光的偏振有几种方法：

透射极化

反射偏振

散射偏振

折射偏振

偏振应用

以下是偏振的应用：

太阳镜中使用偏光来减少眩光。

宝丽来滤光片在塑料行业中用于执行应力分析测试。

三维电影是在偏振的帮助下制作和放映的。

偏振用于区分横波和纵波。

红外光谱使用偏振。

它在地震学中用于研究地震。

在化学中，有机化合物的手性是使用极化技术测试的。

偏振光的计算公式

stokes向量

Jones 向量和矩阵

Mueller矩阵

Poincare 球

常见问题 – 常见问题

哪种类型的波不能偏振?

声波等纵波不能偏振，因为粒子的运动是一维的。

极化平面是什么意思?

一种平面，电磁波在极化时在其中振动，从而在单个平面中振动。

什么是偏光片?

偏振器是一种光学器件，可以通过阻挡所有其他振动将非偏振光波转换为偏振光波。

什么是检偏仪?

检偏仪是一种光学设备，用于确定光是否为平面偏振。

谁发现了光的偏振?

法国物理学家艾蒂安·路易斯·马鲁斯(Etienne Louis Malus)发现了光的偏振。

来源： 睐芯科技LightSense

审核编辑：汤梓红