散射光是怎么偏振的

为了让读者包括题主弄清楚,需要先介绍一些基础理论。

偏振光及其分类

根据麦克斯韦的电磁理论可知,光波是一种横波,即它的光矢量始终垂直于它的传播方向。如果在光波中,光矢量的振动方向在自由空间的传播过程中保持不变,只是它的大小随位相改变,这种光称为线偏振光。

当然,线偏振光只是偏振光中的一种,除此之外,还有圆偏振光和椭圆偏振光。

散射光是怎么偏振的图1

图1 偏振光的表现 图片来自网络

偏振光的获得方法

以线偏振光为例,由于线偏振光不能从光源直接获得,所以只能通过其他办法,使得光源发出的自然光变成线偏振光,目前来说,有以下四种方法可以实现:

  1. 利用反射和折射

  2. 利用二向色性

  3. 利用晶体的双折射

  4. 利用散射

其中,第四种方法即为题主所问之问题,那么下面将主要介绍,自然光是如何利用散射获得偏振的。

散射光获得偏振的方法

在日常生活中,有很多现象都离不开光的散射。比如,天空的蔚蓝色就是太阳光中蓝、紫光被大气层的强烈散射造成的。如果没有大气层的强烈散射,那么白天的天空也将是漆黑一片的,只有在直接仰望太阳时才能看见阳光,当然,这也是宇航员飞离大气层所能看到的现象。

散射光是怎么偏振的图2

图2 光的散射现象 图片来自网络

当入射光是自然光时,散射光的强度与观察方向相关,其关系为:

散射光是怎么偏振的图3

当用自然光入射时,散射光有一定程度的偏振,偏振程度与θ角度有关:

  • 在与入射光垂直的方向上,散射光是完全偏振光;

  • 在入射光的方向上,散射光还是自然光;

  • 在其他方向上,散射光为部分偏振光。

结论

散射光的偏振,实际上就是光波的横波性质所决定的。

在上述解答中简单介绍了散射光获得偏振的情形,希望我的解答对你能有帮助。

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