物理zk25光偏振3

物理竞赛通知,1、带学生证、准考证。一卡通不可以2、自行前往，提前30分到。3、考试地点：清华的第六教学楼（在主楼的西北）。4、考试时不能使用计算器。,1,周五进行第三次国际测试评估,2,多次未交作业,郝春晓庞天洋秦宇皓杨孟頔刘霆纹郝生杰郝思飘迪力亚尔拜合提亚尔姚晃（未交光学作业）易尚雍（未交光学作业）,3,未预约演示实验,4,课堂练习:波长600nm(1nm=109m）的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺级(1)光栅常数(a+b)等于多少？(2)透光缝最小宽度a等于多少？(3)在选定了上述(a+b)和a之后，求在衍射角-,能观察到的主极大级次,解：,(1)由光栅方程,(2)由于第三级缺级,K=1时最小宽度,k=3,6,9,.缺级,可观察到的级次:,k=-2,-1,0,1,2共5条明纹,(3),5,不是相干光，在观察屏上将得到一片明亮的光不是相干光，在观察屏没有任何东西仍是相干光，所以仍然是通常见到的干涉条纹图样仍是相干光，只是极大与极小的位置互换不是相干光，在观察屏可以见到清晰而又均匀明亮的细长斑点,假设在杨氏双缝实验中将每个狭缝都覆盖上一个偏振片，且这两个偏振片的偏振方向正交，则从两个狭缝射出的两束光线,#1a1203014a,6,一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光,是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面是部分偏振光不确定，要视平板玻璃的折射率而定是自然光以上都不对,#1a1203006b,7,某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是,35.340.94554.7以上都不对,#1a1203006c,8,把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过，当把一块偏振片旋转1800时，在偏振片后看到的现象是,A.光强增加然后减小到零B.光强增加然后减小到不为零的极小值C.光强始终增加D.光强增加，然后减小，后又再增加,#1a1203003b,9,一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，测得透射光强最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为,1/21/51/32/3,#1a1203004a,10,有关o光和e光的表述正确的是,o光和e光都不遵守折射定律o光遵守折射定律，e光一般不遵守折射定律o光和e光的主平面在任何情况下都不重合o光和e光在晶体中的传播速度相同o光不是线偏振光，而e光是线偏振光以上至少有两个是正确的观点,#1a1203008a,11,e光,光轴,e光的主平面,o光,光轴,o光的主平面,光轴在入射面时,此时o光主平面和e光主平面重合,此时o光振动和e光振动相互垂直。一般情况下，两个主平面夹角很小，故可认为o光振动和e光振动仍然相互垂直。,(o光振动垂直o光主平面),(e光振动平行于e光主平面),主平面晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面.,晶体的光轴：,光线沿晶体内某个特殊方向传播时，不产生双折射现象，这个方向称为晶体的光轴。,12,在光学单轴晶体内部有一确定的方向称为光轴以下描述中哪个是错的？,晶体内沿这一方向寻常光和非常光的速度相等晶体内沿这一方向只有寻常光晶体内沿这一方向寻常光和非常光不分开晶体内沿这一方向寻常光和非常光的偏振方向相同,#1b1203008b,13,设一束自然光垂直入射某一单轴晶体，若晶体内o光和e光不分开，但传播速度不同，e光速度大于o光：,#1b1203008d,光轴平行于晶体表面光轴垂直于晶体表面光轴与晶体表面夹角为45该晶体为负晶体该晶体为正晶体,入射光,14,偏振片获得的偏振光不够纯，强度也不大。偏振棱镜可得高质量的线偏振光。偏振棱镜种类很多，有的以产生偏振光为目的，称偏光镜；有的以分开两束偏振光为目的（o光、e光双输出），称偏光分束镜。,15,偏振棱镜：,偏光棱镜：,偏光分束棱镜：,光轴的取向使e光对应的恰是ne。,no（1.6584）n（1.55）ne（1.4864）,i临界角，o光全反射了，e光可通过。,可由自然光获得分开的两束线偏振光。,可由自然光获得高质量的线偏振光,可由自然光获得原方向的线偏振光,如：,如：,16,设晶体的光轴平行于晶体表面，一束自然光垂直入射时：,晶体内o光和e光传播方向相同，传播速度相同晶体内o光和e光传播方向不同，传播速度不同晶体内o光和e光传播方向相同，传播速度不同晶体内o光沿原方向传播，e光则偏离入射方向,#1a1203008c,17,光轴平行晶体表面，自然光垂直入射,传播方向相同；,相位延迟片,可制作特殊的晶片-,在晶体中o光和e光的对比：,速度不同,重要,振动方向垂直；,它们在晶体中,18,17-7-1波片相位延迟片,通过厚为d的晶片，o、e光产生光程差和相位差：,在晶体中振幅关系,两束线偏振光-传播方相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差固定为。,线偏振光入射!,19,(1)四分之一波片,出射的两个线偏振光合成：,入射：线偏振光,椭圆偏振光,Ae,Ao,出射：振动方向相互垂直、同频率、有一定位相差的两个线偏振光,圆偏振光,入射晶体前：线偏振光,出射晶体时,20,(2)二分之一波片,线偏振光振动面转过2角度,Ae入=Ae出入,(3)全波片,线偏振光振动面不变,Ae入,Ae入,=A出,A0出,Ae入=Ae出入,入射晶体前：线偏振光,出射晶体时,入射晶体前：线偏振光,出射晶体时,21,（e）线偏振光,入射：线偏振光,出射：线偏振光,（O）线偏振光,22,线偏振光以=45经波片(Eo=Ee)时,出射圆偏振光.,2）线偏振光经波片时,线偏振光经波片时,出射线偏振光.其振动面转过2角。,1）自然光和部分偏振光经过波片后,仍然为自然光或部分偏振光.,波片的性质：,线偏振光以=90，0经波片时,出射线偏振光.,线偏振光以任意角度经波片时,出射椭圆偏振光.,23,24,一束光垂直通过一偏振片，当偏振片旋转一圈，发现光强没有变化，则可以判定这束光是,自然光自然光或圆偏振光线偏振光部分偏振光椭圆偏振光或部分偏振光以上都不对,#1a1203002c,25,将旋转的检偏器对某一种光作检查，旋转一圈时发现有两个明亮的方位和两个较暗的方位，该光不可能是：A.线偏振光B.椭圆偏振光C.部分偏振光D.自然光,#1a1203002d,26,一束偏振光，可能是圆偏振光也可能是椭圆偏振光或线偏振光。垂直入射在偏振片P上，以入射光线为轴转动P，观察通过P的光强变化过程。若看到明暗交替变化，有时出现全暗，则入射光是,线偏振光圆偏振光椭圆偏振光无法判断,#1a1203012a,27,一束偏振光，可能是圆偏振光也可能是椭圆偏振光或线偏振光。垂直入射在偏振片P上，以入射光线为轴转动P，观察通过P的光强变化过程。若看到光强不变，则入射光是,线偏振光圆偏振光椭圆偏振光无法判断,#1a1203012b,28,一束偏振光，可能是圆偏振光也可能是椭圆偏振光或线偏振光。垂直入射在偏振片P上，以入射光线为轴转动P，观察通过P的光强变化过程。若看到明暗交替变化，但不出现全暗，则入射光是,线偏振光圆偏振光椭圆偏振光无法判断,#1a1203012c,29,当用检偏器旋转观察一束光时，发现光强无变化。在检偏器前置/4波片后，再旋转检偏器一周，可看到两次消光，这束光是,自然光椭圆偏振光自然光与线偏振的混合圆偏振光部分偏振光线偏振光,#1a1203012d,30,当用检偏器旋转观察一束光时，发现光强有变化，但是没有消光现象。在检偏器前置/4波片后，并使光轴与检得的暗方位相重合，再旋转检偏器一周，可看到两次消光，这束光是,自然光椭圆偏振光自然光与线偏振的混合圆偏振光部分偏振光线偏振光,#1a1203012e,31,*椭圆与圆偏振光的获得及检偏,入射线偏振光,通过四分之一波片后,圆偏振光,椭圆偏振光,线偏振光,入射圆偏振光,或椭圆偏振光,通过四分之一波片后,思考,使用一个四分之一波片和一个偏振片，如何区分自然光和圆偏光；部分线偏光和椭圆偏振光？,获得,检偏,32,四分之一波片,偏振片（转动）,以入射光方向为轴,四分之一波片,偏振片（转动）,光轴平行最大光强或最小光强方向放置,偏振态的检验,33,如何区分由自然光和椭圆偏振光组成的部分偏振光与由自然光和线偏振光组成的部分偏振光？,如何区分由自然光和圆偏振光组成的部分偏振光与自然光？,34,使用一个偏振片和一个四分之一波片,把检偏器对着被检光旋转一周，若得到,两明两零光强不变两明两暗,线偏振光,在光路中先插入1/4波片，再旋转检偏器，若得,在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若,两明两零,光强不变,两明两暗,圆偏光,自然光,自加然圆光偏光,椭圆偏光,部分线偏光,自椭然圆光偏加光,两明两零,两明两暗但暗程度与前不同,两明两暗但暗方位与未插入1/4波片时相同,检验七种偏振态,35,1.偏振光干涉装置,2.偏振光干涉的分析,1).振幅关系,P2,P1,C,A1,Ae,Ao,A2o,A2e,17-7-2偏振光的干涉,晶片C,在P2后，振幅为：,P1、P2夹角大于,36,通过晶体C后,通过P2后,（若P1、P2夹角小于，则无附加相差）,2).相位关系,两束光强相等的相干光!,结论：,通过P2后是,干涉相长,干涉相消,37,干涉相消,单色光入射，,干涉相长,白光入射:,屏上由于某种颜色干涉相消，而呈现它的互补色-这叫（显）色偏振。,如红色相消绿色；蓝色相消黄色,若d不均匀，,若d均匀,若d不均匀，,出现等厚干涉条纹。,出现彩色条纹。,偏振光的干涉,38,石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹）,39,将四分之一波片放在两个偏振化方向正交的偏振片中间，且晶片的光轴与起偏振器的偏振化方向之间的夹角为450，已知晶片材料的n0ne，光线经过晶片后，o光和e光的相位关系为()；经晶片后光属于()偏振光；经后一偏振片后的光是()偏振光,A.o光相位超前e光90度，圆，线B.e光相位超前o光90度，线，圆C.e光相位超前o光90度，圆，线D.o光相位超前e光90度，线，圆,#1a1203010b,40,将四分之一波片放在两个偏振化方向正交的偏振片中间，且晶片的光轴与起偏振器的偏振化方向之间的夹角为450，强度为I的自然光相继通过三者后的光强为,I/2I/4I/8,#1a1203010a,41,17-7-3人工双折射,人为地造成各向异性，而产生双折射。,一.光弹效应（photoelasticeffect）,应力各向异性,在一定应力范围内：,光弹效应也叫应力双折射效应。,v各向不同,n各向不同,42,各处不同各处不同出现干涉条纹，,变变干涉情况变。,钓钩的光弹图象,43,旋光现象,一.物质的旋光性（opticalactivity）,除石英外，氯