光学偏振法

光学偏振法属于光学名词。光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。

概述干涉和衍射是各种波动都具有的现象，无论是纵波还是横波，都会产生干涉和衍射。因此，我们常常根据干涉或衍射是否能发生来鉴别某种物质或某种运动形式是否具有波动性质。但是，由衍射和干涉的现象无法鉴别某种波动是纵波还是横波。纵波和横波的区别表现在另一类现象上，即偏振现象。

将一根长绳子的一端固定，另一端用手拉紧水平的绳子上下振动，产生横波。波的振动方向和波的传播方向垂直，并且振动方向始终保持在一个平面内。假如我们让绳子穿过一个栅栏，波的传播就会受到栅栏的限制。如果栅栏缝隙的方向与振动方向一致，波能顺利通过栅栏。如果缝隙方向与振动方向垂直，波就被阻挡而不能继续向前传播。

纵波与此不同。纵波的振动沿着波的传播方向，栅栏或类似的障碍无论在哪一个方向，都不会阻止波的传播。

就这方面的性质来看，纵波的振动对于波的传播方向是轴对称的，横波的振动对于波的传播方向不是轴对称的。横波的上述特点就是它的偏振性。

光波是电磁波。光波中含有电振动矢量E和磁振动矢量H，E和H都与传播速度u垂直，因此光波是横波。

实验表明，产生感光作用和生理作用的是光波中的电矢量E，所以讨论光的作用时，只需考虑电矢量E的振动。E叫做光矢量，E的振动叫做光振动。1

自然光和偏振光电矢量的振动只限于某一确定平面内的光叫做平面偏振光。由于平面偏振光的电矢量在与传播方向垂直的平面上的投影为一条直线．故又叫作线偏振光。为简单起见，用图1表示平面偏振光，用其中图1(a)表示电矢量垂直于图面的平面偏振光，图1(b)表示电矢量在图面内的平面偏振光。电矢量和光的传播方向所构成的平面叫作偏振光的振动面。在图1(a)中的振动面垂直于图面，在图1(b)中的振动面平行于图画。

光波是横波，具有偏振性，然而通常光源发出的光却不能直接显示偏振现象。这是因为通常所用的光源包含为数众多的原子和分子，每个原子和分子都是一个独立的光源。虽然每一个原子或分子每一次发射所发出的光波都是偏振的，它们的电振动都有确定的方向。但是由于普通的光源中各个原子或分子的发光都是各自独立的，它们发出的光的振动在各个方向上都有，不存在某个优先的振动方向。因此，当对着光的传播方向看去时，任何方向上振动的强度都相等，并不显示偏振性。这种光叫作自然光。

在自然光中，对任何取向的电矢量E，都可分解为相互垂直的两个方向(例如x方向和y方向)上的分量，所有取向的电矢量分解在这两个方向上的时间平均值必相等。也就是说，自然光可以用强度相等，振动方向互相垂直的两个平面偏振光来表示。但是必须注意，由于自然光中各电矢量之间无固定的相位关系，因而其中任何两个取向不同的电矢量不能合成为一个单独的矢量。

此外，有的光，在垂直于光的传播方向的平面内，各个方向的光振动都有，但它们的振幅不相等，其电矢量在某一确定的方向上最强，但在和它成正交的方向上为最弱，这种光叫作部分偏振光。这种部分偏振光用数目不等的点子和短线表示。1

线偏振光的获得和检验从自然光中获得线偏振光的过程叫作起偏，获得线偏振光的器件或装置叫起偏器。在实用中，起偏器常利用两色性材料的偏振片。所谓两色性，指对互相垂直的两个分振动具有选择吸收的性能。

把偏振片作为起偏器．它只能通过沿某个方向振动的光矢量或光矢量振动沿该方向的分量，而不能透过与该方向垂直振动的光矢量或光矢量振动与该方向垂直的分量。这个透光方向叫作偏振化方向或起偏方向。自然光透过偏振片后，透射光即变为偏振光。

自然光通过起偏振器后，用眼睛迎着光线观察，除了感到光强比不放起偏振器时较弱以外，没有其他感觉。如以入射光方向为轴转动起偏振器，光强始终不变，即光强与起偏振器的取向无关。如果在眼睛前面插入检偏振器，使自然光先通过起偏振器，接着再通过检偏振器，然后进入眼睛。当我们以光线传播的方向为轴旋转检偏振器时将会发现，从检偏振器出射的光的强度随旋转的角度而变化。这说明从起偏振器出射的光是偏振光。所谓检偏振器，是一个和起偏振器同样的偏振元件，只是它们在这里所起的作用不同。后者是使自然光变成偏振光，前者是用来检验偏振光。偏振片的起偏和检偏原理．广泛应用于立体电影、立体电视、自动调光等许多方面。1

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学