)sin(

)sin('

21

21

1s

1s

ii

ii

A

A

)tan(

)tan('

21

21

1p

1p

ii

ii

A

A

)sin(

cossin2

21

12

1s

2s

ii

ii

A

A

)cos()sin(

cossin2

2121

12

1p

2p

iiii

ii

A

A

一、 菲涅耳公式（ Fresnel formula ）

第三章光通过各向同性介质及其界面所发生的现象§1 光在各向同性介质界面上的反射和折射

§

布儒斯特角

2n

1 n

2n

1 n

线偏振光

四、用反射和折射法获得偏振光

bi1i

2i

02 90 iib

bb ininin cossinsin 2221

1

2

n

ntgib 布儒斯特 定 律

玻璃片堆

要提高反射线偏振光的强度，可利用玻璃片堆的多次反射。 i’0

i0 i0

i’0

i’0

···

······ · · · ··· · i0 · · · ···· · ·· ·· ··

玻璃片堆

. 在拍摄玻璃窗内的物体时， 去掉反射光的干扰

未装偏振片 装偏振片

2. 外腔式激光管加装布儒斯特窗 减少反射损失。

假如封闭管子两端的玻璃窗口是垂直于管轴线的玻璃片，那么自然光每经过一个窗口表面就有大约 4% 的反射损失 (96% 透入 ) 。光在 M1 M2

之间每个单程要 4 次穿过窗口表面。这样，光来回反射时，反射损耗太大就不能形成激光。

· ·······

·

·

·

i0 i0 ·激光输出

布儒斯特窗M1 M2

· · i0i0

1. 测量不透明介质的折射率？ 应用：

1 ．一般吸收和选择吸收（ normal absorption & selective absorption ）

吸收很少，且在某一给定波段内几乎不变。

吸收很多，且随波长而剧烈地变化。 例如石英对可见光吸收甚微，但是对 3.5~5.0 m

的红外光却强烈吸收。

一般吸收

选择吸收

§ 2 光的吸收（ Absorption of Light ）

2 ．朗伯定律

能量观点xII dd

xII a dd

稀溶液： ACa ，式中 A 是一个与浓度无关

d

的常量， C 为溶液的浓度。

I

I

d

a xI

I0 0

dd

a， 为吸收系数 daII e0

§ 3 光的色散（ Dispersion of Light ）

1 ．色散的特点

不同物质有不同的色散率 d

dnD

在同一物质的光谱中，在不同的波长区内，色散率也是不同的。

物质的折射率越大，光谱展开得越宽，即D 越大。

色散：物质的折射率随波长改变的现象

第六章 光的吸收、散射和色散（ Adsorption Scattering and Dispersion of Light ）6.4 光的散射（ Dispersion of Light ）

2 ．正交棱镜法

研究色散，目的是寻找 的函数形式。 )(fn

三棱镜 P1→AH （光谱）

正交棱镜装置

P1 P2→A’H’ （光谱）

)(fn ——弯曲光谱的形状。

3 ．正常色散与反常色散（ Normal dispersion and abnormal dispersion ）

正常色散曲线的信息 n

Dn

,d

d

d

d,,

nn恒定

不同物质， )(fn 不同。

3 ．正常色散与反常色散（ Normal dispersion and abnormal dispersion ）

反常色散（ MN ） 总是与光的吸收有密切关系。 习题 1~5 ； 8~10 例 6.3

§ 4 光的散射（ Scattering of Light ）

1 ．规律

光束通过光学性质不均匀的物质时，从侧向却可以见到光，称为光的散射。

dd III sa ee 0)(

0

a 为吸收系数， s 为散射系数， 为衰减系数。

2 ．机制

光通过非均匀物质时，杂质微粒的线度一

般比光的波长小，它们彼此间的距离比波长大，

而且排列毫无规则。因此，当它们在光作用下

振动时彼此间无固定的相位关系，次级辐射的

不相干叠加，各处不会相消，从而形成散射光。

3 ． Rayleigh Scattering

白光通过浑浊物质时，沿 z 方向，散射光呈实验

青蓝色，沿 x 方向，散射光呈红色。

瑞利散射定律 Rayleigh law

紫光的散射强度大约是红光的 10 倍。

散射光强度 4

1

I

4 ． 偏振性

自然光入射到散射物质中，观察到： 实验

正侧方（ z ）线偏振 斜方向（ C ）部分偏振 对着 x 方向（ x ）自然光

Ox

y

z

BB’

A

A’

y

z

P

p

D

D’

用电偶极子次级辐射可解释 解释

被微粒散射时，各方向上的振幅可看成以上两个分振动的合成。

实验现象 分解成+

退偏振线偏振光照射某些气体或液体，从侧向

观察时，散射光变成部分偏振的，称为退偏振。其机理是介质分子本身是各向异性的。

5 ．散射光的强度

设 I0 为沿入射自然光 x 方向的散射光强度，则从 CO 方向观察到散射光强度为

)cos1( 20 II

散射光强度在 Oxz 平面内按方向分布曲线图。

6 ．分子散射

在光学性质完全均匀的物质中，由于物

概念

质分子密度的涨落而引起的散射。

晴朗的天空呈现浅蓝色；清晨日出或傍

解释

晚日落时，看到太阳呈现红色；正午时太阳光，呈现白色。

米氏散射与城市天空的景象。

米氏散射理论在大气光学中占重要地位，

它是人工降雨的理论基础。