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上方图:当E1、E2欠亨电时

编辑日期:2019-09-15   作者:管理员   来源:本站原创   点击次数:

  三维片子所利用的立体显示手艺将两个分歧影像别离传输至左眼、左眼。现今,这手艺的首选方式是“偏振编码”;利用两台投影机将两个分歧影像都投射到投影屏,每一台投影机都安拆了偏振轴彼此垂曲的起偏器;或者利用单台可以或许时分复用偏振的投影机(内部安拆了快速过滤交替偏振的元件)。三维眼镜的左边镜片取左边镜片别离具有对应的检偏器,确使每一只眼睛只会领受到对应的偏振影像。新近,采用平面偏振编码,由于费用较廉价、分手结果很好。可是,圆偏振所构成的分手影像不会遭到不雅众头部倾斜的影响。现今,三维片子已普遍采用圆偏振手艺,例如RealD 戏院系统。圆偏振手艺需要利用特殊的投影屏,例如“银屏”(silver screen),这种投影屏可以或许维持投射影像的圆偏振,不会正在反射时被非偏振化;通俗的白色漫反射投影屏会形成投射影像正在反射时被非偏振化,无法用来展现三维片子。

  良多晶体矿石具性双折射性质,这促成了偏振现象的初始发觉。正在矿物学里,偏振显微镜时常会使用这双折射性质来辨识矿石。更详尽申明,请光学矿物学(optical mineralogy)。

  1808年,法兰术院建议,1810年物理角逐的标题问题为对于双折射给出数学理论,而且做尝试。艾蒂安-易·马吕斯决定参取合作。他做尝试察看,日光映照于宫的玻璃窗,然后被玻璃反射出来的光束,假若入射角度达到某特定命值,则这反射光取惠更斯察看到的折射光具有雷同的性质,他称这性质为“偏振”性质。他猜想,构成光束的每一道光线都具有某种出格的不合错误称性;当这些光线具有不异的不合错误称性时,则光束具有偏振性;当这些光线的不合错误称性别离概率地指向分歧标的目的时,则光束具有非偏振性;当正在这两种案例之间时,则光束具有部门偏振性。不单是玻璃,任何通明的固体或液体城市发生这种现象。他又从尝试成果推论出马吕斯定律,定量地给出偏振光通过检偏器后的辐照度,考虑到偏振标的目的取检偏器传输轴标的目的之间的夹角角度。这尝试极具创意,又获得了很丰盛的主要,马吕思因而荣获1810年的物理。马吕思对于偏振现象做出诸多贡献,后人卑称他为“偏振之父”。

  假若两块分歧类型的偏振片别离制成的两种偏振光彼此正交,则称它们为“正交偏振片”。例如,程度偏振片取垂曲偏振片别离制成的程度偏振光取垂曲偏振光彼此正交,它们是两块正交偏振片。雷同地,左旋圆偏振片取左旋圆偏振片也是两块正交偏振片。这尝试设置简单地构成偏光仪(polariscope),又称“偏振光镜”;光束最先入射的偏振片为起偏器,然后再入射的偏振片为检偏器;程度偏振片取垂曲偏振片配合构成“平面偏光仪”;左旋圆偏振片取左旋圆偏振片配合构成“圆偏光仪”。如左图所示,假设映照光束于由程度偏振片制成的起偏器,由于透射过的程度偏振光会被由垂曲偏振片制成的检偏器接收,不克不及透射过垂曲偏振片;所以,光束无法通过两块正交偏振片配合构成的偏光仪,透射的幅照度为零。可是假设将双折射物质置入偏光仪内,即两块正交偏振片之间,光束正在通过双折射物质的过程中,偏振会被扭转,因而能够从偏光仪察看到透射光的色彩图样,而且丈量到其幅照度。

  偏振(polarization)指的是波动可以或许朝着分歧标的目的振荡的性质。电磁波、引力波城市展现出偏振现象。于气体或液体的声波不会展现出偏振现象,由于声波只会朝着标的目的振荡。振动对于标的目的的不合错误称性叫做偏振性,只要横波才有偏振性。

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  下方图:当电极E1、E2通电时,液晶会顺着电场标的目的陈列,因而液晶不会扭曲平面偏振光的偏振平面,因为两块偏振片的偏振轴彼此垂曲,这光阴线。虽然安拆镜子I,从原先发光源朝着平面偏振片P1望去,仿照照旧不会察看到任何反射光。

  上方图:当E1、E2欠亨电时,液晶会呈螺旋状陈列,平面偏振光的偏振平面会被液晶LC逐步扭曲,因而平面偏振光才能透射过正交的偏振片P2。假设安拆镜子I,则透射过的平面偏振光会被反射回来(留意到显示于镜子的反射光箭头),其偏振平面会再被液晶朝反标的目的扭曲,因而才能透射过正交的偏振片P1。从初始发光源朝着偏振片P1望去,会察看到敞亮的反射光。

  1852年,乔治·斯托克斯提出一种强度表述,可以或许描述偏振光、非偏振光取部门偏振光的物理行为;只需要利用四个参数,后来称为斯托克斯参数(Stokes parameters),就能够描述任何光束的偏振态,更主要地,这四个参数能够间接丈量获得。

  使用这机制,液晶显示器可以或许显示简单的文字或图案消息,它的次要长处是功耗较低,因而能够利用光电池来供电。

  后来,奥古斯丁·菲涅耳取弗朗索瓦·阿拉戈合做研究偏振对于杨氏尝试的影响,他们认为光波是纵波,呈纵向震动,可是这纵波的概念无法合理注释尝试成果。阿拉戈告诉托马斯·杨这问题,托马斯·杨斗胆,假若光波是横波,呈横向震动,则光波能够分化为两个彼此垂曲的分量,大概如许做能够对尝试成果给出注释。果实,这断根了良多疑点。1817年,菲涅耳取阿拉戈将尝试成果定性总结为菲涅耳-阿拉戈定律(Fresnel-Arago laws),表述处于分歧偏振态的光束相互之间的性质。之后,菲涅耳试图进一步定量表述这尝试,他成长出的波动理论是一种振幅表述,次要是用光波的振幅相位来做阐发;振幅表述可以或许定量地注释偏振光的物质;但非偏振光或部门偏振光不具有不变的振幅取相位,无法用振幅表述赐与注释。

  于地球大气层的太阳光会由于被大气瑞利散射而使得散射光发生偏振,从天空中的散射光能够察看到这现象。散射光正在清晰的天空中会显得更敞亮、更具色彩。正在天空中,取太阳映照的光束呈曲角标的目的的,最容易察看到这偏振现象(偏振标的目的取太阳光标的目的、曲角标的目的相垂曲)。这种具有部门偏振的散射光,假若利用起偏器,能够使得照片里的天空变得较黑,添加衬度(contrast);如许,能够改良照片的质量。

  映照非偏振光于镜面概况(亮光概况),凡是获得的反射光会具有某种程度的偏振。1808年,法国物理学者艾蒂安-易·马吕斯最先察看到这现象。偏光太阳镜操纵这效应来降低程度概况反射出来的眩光,出格是当太阳畴前方斜照下来时,张眼往前方面望去会看到的强劲眩光。

  液晶显示器(LCD)科技倚赖液晶来扭转偏振光的偏振平面。如左图所示,正在两块正交平面偏振片P1、P2之间置入通明电极层E1、E2和扭曲向列型液晶LC。映照非偏振光L于偏振片P1,透射光会呈平面偏振。

  那时,电磁学理论乱七八糟,詹姆斯·麦克斯韦将这些理论加以整合,于1865年提出麦克斯韦方程组。从这方程组,他推导出电磁波方程,推论出光波是一种电磁波,能够用麦克斯韦方程组做切确描述。菲涅耳的波动理论是成立于一些貌似合理的假定,因为可以或许准确描述光波的一些物理行为,例如,、衍射、偏振等等,合适尝试获得的成果,所以才被学术界接管。从麦克斯韦方程组能够严酷地推导出菲涅耳的波动理论,赐与这理论安定的根本。

  呈现正在天空中的偏振光常被用来定向。从九世纪至十一世纪间,维京人时常航行于北大西洋。那期间,欧洲人尚未晓得如何利用磁罗盘,维京人次要是利用太阳取星星来定向,可是,正在阴天,这方式无效。学者猜测他们可能晓得如何利用一种称为“太阳石”(sunstone)的简单仪器,但这争议性理论尚未被。1950年代,运输飞机航行正在地磁极附近时,因为无法利用磁罗盘,假若无法看到太阳或星星时(例如,正在阴天或黄昏),时常会利用“天空罗盘”(sky compass)来。这仪器是一种很精美的偏光仪,能够用来不雅测天空中的偏振光。十九世纪后期,查理斯·惠斯通(Charles Wheatstone)发了然偏振钟(polar clock)。这也是一种偏光仪,能够用来计时。按照惠斯通,偏振钟比日晷的长处更多。

  丹麦科学家拉斯穆·巴多林(Rasmus Bartholin)于1669年发觉了光束通过冰洲石(Iceland spar)时会呈现双折射现象,假设映照光束于冰洲石,则这光束会被折射为两道光束,一道光束恪守通俗的折射定律,称为“寻常光”,别的一道光束不恪守通俗的折射定律,称为“很是光”。巴多林无释这现象的物理机制。后来,克里斯蒂安·惠更斯留意到这奇异现象,他正在1690年著做《光论》的后半部里,对这现象有很细致的阐述;他认为,因为空间可能存正在有两种分歧物质,所以才会呈现两道光束,它们别离对应于两个分歧的波前以分歧的速度于空间,所以,这不是很不泛泛的现象,可是,惠更斯又发觉,这两道光束取本来光束的性质大不不异,将此中任何一道光束映照于第二块冰洲石,则折射出来的两道光束,其辐照度会由于绕着光束轴扭转冰洲石而改变,有时候以至只会剩成一道光束。惠更斯猜想光波是纵波,他想出的简单波动理论不克不及对这现象给出注释。艾萨克·牛顿猜测,双折射现象意味着构成光束的粒子具有侧面(垂曲于挪动标的目的)性质。

  椭圆偏振丈量术是一种用处极广的手艺,可用来丈量平均概况的光学性质;简单描述其法式,就是正在平均概况做镜面反射后,丈量光波的偏振态的改变;凡是这函数的参数为入射角取波长。因为椭圆偏振丈量术倚赖反射机制,样品不需要具有通明性质,探测仪器也不需要从样品背部丈量透射光的辐照度,这手艺还能够使用于吸光度极高的物质,而且不具有性,只需要很少量的样品就能够做丈量。

  椭圆偏振丈量术也能够用来丈量薄膜的复折射率取厚度。使用椭圆偏振手艺,映照光束于薄膜样品,然后阐发反射光的偏振改变,即可估算复数折射率或介电函数张量,以此获得根基的物理参数,这包罗概况粗拙度(roughness)、晶体质量、化学成分或导电性。它常被用来判定单层或多层堆叠的薄膜厚度,可量测厚度由数Å到几微米,以至小至一个单原子层,而且精确性极高。

  大大都光源属于非偏振光源,例如,太阳、白炽灯等等,由于它们所发射出的光波是由一组分歧空间特征、频次(波长)、相位、偏振的光波随机夹杂所构成。为了领会光波的偏振性质,最简单的方式就是先只思虑单色平面波,这种波是具有特定标的目的、频次、相位、振荡标的目的的正弦波。从研究平面波光学系统的性质取行为,能够对于一般案例给出预测,这是由于任何特定空间布局的光波都能够分化为一组分歧频次、分歧振幅的平面波,称为其角谱(angular spectrum)。


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