【偏振光的获得】

自然光在两种媒质的分界面上反射和折射时，反射光和折射光就能成为部分偏振光也可能得到完全偏振光。当自然光在两种媒质的分界面上反射时，如果以某特定的入射角 ip（起偏振角）入射，即 i=ip，则在反射光

中只有垂直于入射面的振动，而其他振动方向的光不能反射，表明这时的反射光为平面偏振光。ip 的数值应满足

tgip=n21

上式称为布儒斯特定律。式中的 n21 是折射媒质对入射媒质的相对折射率。ip 又称为起偏振角。例如，光线射向玻璃而反射时，n21=1.5，因

此起偏振角为i

≈56°。按折射定律sini = n2 sinr = n sinr，又按布

p p 21

儒斯特定律，完全偏振的条件为 tgip=n21，于是得

sinip=tgipsinr

sinr = sini p

tgi p

= cosi p

即 i _p

r = π

这说明当入射角为起偏振角时，反射光和折射光是相互垂直的。利用双折射晶体也可以得到偏振光。一束自然光线在两种各向同性媒质的分界面上折射时，遵守通常的折射定律，这时只有一束折射光线和入射光线传播。但是，当一束光线射入各向异性的媒质（晶体）时，将产生特殊的折射现象。1669 年巴托里奴斯发现：通过方解石观察物体时，物体的像是双重的。这一现象是由于光线进入方解石晶体后，分裂成为两束光线，沿不同方向折射而引起的，因此称为双折射现象。除立方系晶体（如岩盐）外，光线进入一般晶体时，都将产生双折射现象。显然，晶体越厚，射出的光线分得越开。实验证明，当改变入射角 i 时，两束折射线之一恒遵守通常的折射定律，这束光线称为寻常光线，通常用 O 表示。另一束光线不遵守

折射定律，也不一定在入射面内，而且对不同的入射角i， sin i 的量值也不

sin r

是恒量。这束光线称为非常光线，用 e 来表示。见图 4-34a 所示。甚至在入射角 i=0 时，寻常光线沿原方向进行，而非常光线一般不沿原方向前进，如图 4-34b

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所示。产生双折射现象的原因是由于晶体对寻常光线与非常光线具有不同的折射率：对寻常光线来说，在晶体内部各个方向上的折射率是相等的，而对非寻常光线，在晶体内部各个方向上的折射率是不相等的。因为折射率决定于光线的速度，可见寻常光线在晶体中各方向上的传播速度都相同，而非常光线的传播速度却随着方向而改变。在晶体的光轴方向上，寻常光线和非寻常光线的折射率相等，亦即沿这一方向，寻常光线和非寻常

光线的传播速度相等。所以在晶体光轴方向上不产生双折射现象。寻常光线和非常光线都是偏振光，可以用检偏振器验证。寻常光线的振动面垂直于晶体的主截面，而非常光线的振动面在主截面内。两种光的振动面是互相垂直的。偏振光在工业生产和科学实验中有着广泛应用，例如光测弹性试验、立体电影、以及很多科学仪器中都需要偏振光装置。