显微知识：关于偏振光

振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。具有偏振性的光则称为偏振光。

偏振光的概念

在自然界中，一般的光源如太阳、电灯、蜡烛等，都能发出自然光，这种自然光都是以相同的振幅均匀分布在垂直于光线传播方向的各个平面上。

自然光经过在一定条件下的反射、折射、双折射或散射都会产生偏振光。理想的平面偏振光的传播是被限制在一个固定的平面内，所以又称为直线偏振光。

可是，在实际上所遇到的偏振光，往往都不能达到理想的程度，他们大多是出了有一个特别显著的振动方向之外，还同时多少包含着一些其他方向的成分。

偏振光的分类

按照其性质,偏振光又可分为平面偏振光（线偏振光）、圆偏振光和椭圆偏振光、部分偏振光几种。

完全偏振光

（a）线偏振光

光矢量端点的轨迹为直线，即光矢量只沿着一个确定的方向振动，其大小随相位变化、方向不变，称为线偏振光。

（b）椭圆偏振光

光矢量端点的轨迹为一椭圆，即光矢量不断旋转，其大小、方向随时间有规律的变化。

（c）圆偏振光

光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化。

部分偏振光

在垂直于光传播方向的平面上，含有各种振动方向的光矢量，但光振动在某一方向更显著，不难看出，部分偏振光是自然光和完全偏振光的叠加。

偏振光的产生

自然光射到介质的分界面，产生光的反射与折射，由理论与实验证明；当入射角与折射角之和为90度时，即反射光线与折射光线相互垂直时，反射光是振动方向与介质分界面平行的平面偏振光，透射光是部分偏振光，这就是布儒斯特定律。

当入射角在全偏振角附近时，反射光是部分偏振光，其主要振动方向一定与介质分界面平行，同时也与光线的入射面垂直；透射光也是部分偏振光，其主要振动方向则在入射面内。

当自然光垂直于双折射晶体的表面入射到晶体内时，一般情况下是分成两条折射光线，其中只有一条仍沿着原来的方向继续前进；当任意改变入射角时，这条光线总是遵守折射定律的，这条光线称为寻常光或者o光；而另一条折射光线，即使入射角为0页发生偏折，同时入射角正弦和折射角正弦之比不等于常数，折射光线也不一定在入射面内，因它不遵守折射定律，故称它为非常光或e光。特别重要的是，这两条折射光线是振动方向相互垂直的平面偏振光。