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光的偏振
圖片來自優酷

光的干涉和衍射現象說明了光具有波動性。光的偏振和光學各向異性晶體中的雙折射現象進一步證實了光的橫波性。振動方向對於傳播方向的不對稱性叫做偏振,它是橫波區別於縱波的一個最明顯的標誌,只有橫波才有偏振現象。

簡介

干涉和衍射是各種波動都具有的現象,無論是縱波還是橫波,都會產生干涉和衍射。因此,我們常常根據干涉或衍射是否能發生來鑑別某種物質或某種運動形式是否具有波動性質。但是,由衍射和干涉的現象無法鑑別某種波動是縱波還是橫波。縱波和橫波的區別表現在另一類現象上,即偏振現象。 將一根長繩子的一端固定,另一端用手拉緊水平的繩子上下振動,產生橫波。波的振動方向和波的傳播方向垂直,並且振動方向始終保持在一個平面內。假如我們讓繩子穿過一個柵欄,波的傳播就會受到柵欄的限制。如果柵欄縫隙的方向與振動方向一致,波能順利通過柵欄。如果縫隙方向與振動方向垂直,波就被阻擋而不能繼續向前傳播。 縱波與此不同。縱波的振動沿着波的傳播方向,柵欄或類似的障礙無論在哪一個方向,都不會阻止波的傳播。 就這方面的性質來看,縱波的振動對于波的傳播方向是軸對稱的,橫波的振動對于波的傳播方向不是軸對稱的。橫波的上述特點就是它的偏振性。 光波是電磁波。光波中含有電振動矢量E和磁振動矢量H,E和H都與傳播速度u垂直,因此光波是橫波。 實驗表明,產生感光作用和生理作用的是光波中的電矢量E,所以討論光的作用時,只需考慮電矢量E的振動。E叫做光矢量,E的振動叫做光振動。[1]

評價

1808年,馬呂斯在試驗中發現了光的偏振現象。在進一步研究光的簡單折射中的偏振時,他發現光在折射時是部分偏振的。因為惠更斯曾提出過光是一種縱波,而縱波不可能發生這樣的偏振,這一發現成為了反對波動說的有利證據。 1811年,布呂斯特在研究光的偏振現象時發現了光的偏振現象的經驗定律。[2]

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參考文獻