光是横波,其电场矢量在垂直于传播方向的平面内振动。偏振(Polarization)描述的就是电场矢量的振动方向和振动轨迹的规律性。
一、偏振的类型
1、自然光(非偏振光):电场矢量在各个方向上随机振动,没有优先方向。太阳光、白炽灯发出的光都是自然光。
2、线偏振光:电场矢量始终在一个固定方向上振动。可以通过偏振片(Polaroid)、布儒斯特角反射或双折射晶体获得。
3、圆偏振光:电场矢量的大小不变,方向随时间匀速旋转,矢量端点描绘出一个圆。由两列振幅相同、相位差为 π/2 的正交线偏振光叠加而成。
4、椭圆偏振光:电场矢量端点描绘出椭圆,是最一般的偏振态。线偏振和圆偏振都是椭圆偏振的特殊情况。
二、偏振在光学中的应用
1、消除反射杂散光:偏振片可以滤除水面、玻璃表面的偏振反射光(偏振太阳镜的原理)。
2、应力分析:透明材料受力后产生双折射(光弹效应),通过正交偏振片观察可以看到应力分布的彩色条纹。
3、LCD 显示:液晶屏利用液晶分子的旋光特性,配合偏振片控制光的通过与阻断。
4、圆二色光谱(CD):测量手性分子对左旋和右旋圆偏振光吸收的差异,用于蛋白质二级结构分析。
5、偏振光谱:在拉曼光谱中,通过偏振配置可以判断振动模式的对称性(退偏比分析)。