为什么单色自然光透过起偏器光强变为原来的一半？

这是书本上的一道例题，中间写了"单色自然光透过起偏器光强变为原来的一半"，没有给出理由，纳闷。

【山醒的回答(11票)】:

知识储备：

1. 自然光[1]：偏振方向随机的光，它是大量原子同时发出的光波的集合。由于原子们发出的光波的偏振方向和相位是随机的，所以它们的集合就是在各个方向振动和相位是随机的自然光。
2. 起偏器[2]（Polarizer）:用来使普通光成为只有一个偏振方向的线偏振光的偏振片（Polaroid，偏振片只允许一个偏振方向的光通过，按照功能的不同有两种：起偏器和检偏器。起偏器用来产生线偏振光，检偏器用来检验射过自己的光是否是线偏振光——如果是，则转动检偏器一周的话，透过的光会有明显的明暗交替，因为当线偏振光的偏振方向与检偏器的透振方向垂直的话，光无法通过。）。

分析：

1.如果沿着起偏器的透振方向对自然光进行正交分解（事实上，振动方向随机的光可以沿任意方向进行正交分解，这里只是为了符合要求简便），那么可以分成平行于透振方向和垂直于透振方向，两个方向的光的振幅大小相等，可以记为

• A=Ax·x+Ay·y.

其中，x、y分别是两个方向的单位向量，记x与偏振片透振方向平行，Ax和Ay是A在两个方向的投影且Ax=Ay。

2.根据知识储备中2的知识，透过偏振片后，只剩下x的分量Ax，由马吕斯定律[3]（Malus‘s Law），透过的光强I表示为

• I = |Ax|2 = ? I0

上式中，I0表示入射光强。也用到了光的振幅和光强的关系：I0=|A|2=|Ax·x+Ay·y|2=2 |Ax|2。

结论:

单色自然光透过起偏器光强变为原来的一半.

参考：

[1]：http://lqcc.ustc.edu.cn/cui/content/6.1.htm

[2]：http://en.wikipedia.org/wiki/Polarizer

[3]：http://www.phy.davidson.edu/stuhome/milee/JLab/Ex5/malus.htm

【csxiao的回答(0票)】:

差不多忘关了，试着回答一下

自然光整幅包括相互垂直的两个偏振方向的，振幅分别为A1，A2，

总的光强I正比与A1*A1+A2*A2=2A1*A1

现在通过了起偏器，A2部分的光不能通过，光强为A1*A1

是原来的一半

【吴玮的回答(0票)】:

我不懂需要公式解决的东西  比因我老卖弄摄影光圈快门的数列就以为我什么都知道

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