光的偏振性.ppt

11 10光的偏振性 一 自然光偏振光二 偏振片起偏和检偏三 马吕斯定律 2020 1 14 1 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 偏振性 包含传播方向与振动方向的平面 与不包含振动方向的平面有区别 2020 1 14 2 光的偏振态 在垂直于光传播方向的平面内 光矢可能具有的振动状态 三种偏振态 自然光 线偏振光 部分偏振光 2020 1 14 3 一自然光偏振光 1 自然光 一般光源发出的光中 包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等 轴对称 这样的光叫自然光 自然光以两互相垂直的互为独立的 无确定的相位关系 振幅相等的光振动表示 并各具有一半的振动能量 2020 1 14 4 两互相垂直光矢量间无固定的相位关系 二互相垂直方向是任选的 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直 等振幅 不相干 无固定相位差 的线偏振光 2020 1 14 5 偏振光 线偏振光 光振动只沿某一固定方向的光 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解 2020 1 14 6 部分偏振光 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 线偏振光的表示法 2020 1 14 7 二偏振片起偏与检偏 二向色性 某些物质能吸收某一方向的光振动 而只让与这个方向垂直的光振动通过 这种性质称二向色性 偏振片 涂有二向色性材料的透明薄片 偏振化方向 当自然光照射在偏振片上时 它只让某一特定方向的光通过 这个方向叫此偏振片的偏振化方向 2020 1 14 8 用偏振器件分析 检验光的偏振态 思考 I不变 是什么光 I变 有消光 是什么光 I变 无消光 是什么光 检偏 2020 1 14 9 2020 1 14 10 三马吕斯定律 1880年 马吕斯定律 强度为的偏振光通过检偏振器后 出射光的强度为 2020 1 14 11 2020 1 14 12 法国物理学家及军事工程师 出生于巴黎 1796年毕业于巴黎工艺学院 曾在工程兵部队中任职 1808年起在巴黎工艺学院工作 1810年被选为巴黎科学院院士 曾获得过伦敦皇家学会奖章 马吕斯从事光学方面的研究 1808年发现反射时光的偏振 确定了偏振光强度变化的规律 现称为马吕斯定律 他研究了光在晶体中的双折射现象 1811年 他与J 毕奥各自独立地发现折射时光的偏振 提出了确定晶体光轴的方法 研制成一系列偏振仪器 马吕斯 1775 1812 例1有两个偏振片 一个用作起偏器 一个用作检偏器 当它们偏振化方向间的夹角为时 一束单色自然光穿过它们 出射光强为 当它们偏振化方向间的夹角为时 另一束单色自然光穿过它们 出射光强为 且 求两束单色自然光的强度之比 解设两束单色自然光的强度分别为和 经过起偏器后光强分别为和 经过检偏器后 2020 1 14 13 入射面入射光线和法线所成的平面 反射光部分偏振光 垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动 折射光部分偏振光 平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动 理论和实验证明 反射光的偏振化程度与入射角有关 11 11光反射与折射时的偏振 2020 1 14 14 1 反射光和折射光互相垂直 15 2 根据光的可逆性 当入射光以角从介质入射于界面时 此角即为布儒斯特角 16 17 布儒斯特 布儒斯特 DavidBrewster1781 1868 布儒斯特是苏格兰物理学家 1781年12月11日出生于苏格兰杰德伯勒 1800年毕业于爱丁堡大学 曾任 爱丁堡杂志 苏格兰杂志 爱丁堡百科全书 编辑 爱丁堡大学教授 校长等 1815年被选为皇家学会会员 1819年获冉福德奖章 布儒斯特主要从事光学方面的研究 1812年发现当入射角的正切等于媒质的相对折射率时 反射光线将为线偏振光 现称为布儒斯特定律 他研究了光的吸收 发现人为各向异性介质中的双折射 例一自然光自空气射向一块平板玻璃 入射角为布儒斯特角 问在界面2的反射光是什么光 注意 一次起偏垂直入射面的振动仅很小部分被反射 约7 5 所以反射偏振光很弱 一般应用玻璃片堆产生偏振光 2020 1 14 18 对于一般的光学玻璃 反射光的强度约占入射光强度的7 5 大部分光将透过玻璃 2020 1 14 19 讨论下列光线的反射和折射 起偏角 2020 1 14 20 一双折射的寻常光和非寻常光 11 12双折射 2020 1 14 21 光通过双折射晶体 2020 1 14 22 寻常光线 o光 ordinaryrays 非常光线 e光 extra ordinaryrays 一般情况 非常光线不在入射面内 实验证明 O光和光均为偏振光 2020 1 14 23 寻常光线在晶体中各方向上传播速度相同 常量 非常光线晶体中各方向上传播速度不同 随方向改变而改变 为主折射率 2020 1 14 24 方解石晶体 光轴在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向 当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象 称这一方向为晶体的光轴 光轴是指一个方向 而不是指一条直线 2020 1 14 25 主截面 当光在一晶体表面入射时 此表面的法线与光轴所成的平面 当入射面是主截面时 O光的振动垂直主截面 光的振动平行于主截面 2020 1 14 26 偏振作业 1 2 3 5 10 12 13 14 17 20 2020 1 14 27 16章 14 01 4I0 14 02 14 11 C 14 12 B 14 13 14 05 向下 不 中央明条纹对应的两束光的光程差为零 14 15 B 因为洛埃镜有半波损失 14 08 C 作业答案 14 16 14 20 C和D 14 21 14 26 A C A B 14 27 D 条纹数目 14 29 D 14 31 向着劈棱弯曲凹陷 背离劈棱弯曲凸起 l d 弯曲处的条纹级数比正常干涉情况下的条纹级次增大了 即劈尖变厚了 为凹陷 相邻条纹对应的劈尖厚度为半个波长 14 34 B 左半侧无半损 右侧有 14 40 14 42 14 43 无半损 迈氏干涉仪光线往返经过介质两次 15 1 干涉 15 2 子波 子波干涉 15 3 4 第一 暗 半波带数是暗条纹级数的2倍 15 4 2 位相差 暗 15 6 D 15 7 C 15 9 类同 15 15 D 15 21 D 类似15 23解法 15 23 15 24 B 15 29