光(6)-双折射、偏振光的干涉.pdf

1 上次课内容复习上次课内容复习 布儒斯特定律布儒斯特定律 i0 r0 90O 21 1 2 0 tgn n n i 马吕斯定律马吕斯定律 2 0 cosII 检偏器前偏振 光振动方向与检偏器 偏振化方向之间的夹角 检偏器前偏振 光振动方向与检偏器 偏振化方向之间的夹角 2 EI E0 E E0cos 1 P 2 P n1 n2 i0 r0 S 2 一束自然光一束自然光以以布儒斯特角布儒斯特角入射到两个介质的界面 则此时 入射到两个介质的界面 则此时 1a1203005a A 反射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光反射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光 B 反射光为振动方向平行于入射面的线偏振光反射光为振动方向平行于入射面的线偏振光 C 无折射光无折射光 D 无反射光无反射光 E 反射光为部分偏振光反射光为部分偏振光 F 折射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光折射光为振动方向垂直于入射面的线偏振光 G 折射光为振动方向平行于入射面的线偏振光折射光为振动方向平行于入射面的线偏振光 练习 练习 3 当一束自然光透射到两块偏振方向相互垂直的偏振片 上时没有光线通过 当第三块偏振片方向和前两块偏 振方向成 当一束自然光透射到两块偏振方向相互垂直的偏振片 上时没有光线通过 当第三块偏振片方向和前两块偏 振方向成45 插入前两块偏振片之间时 是否有光线 通过并到达 插入前两块偏振片之间时 是否有光线 通过并到达P点 点 P A 是是 B 否否 C 不确定不确定 1a1203013a 练习 练习 4 使一光强为使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和和 P2 P1和和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方 向的夹角分别是 的偏振化方向与原入射光光矢量振动方 向的夹角分别是 和和90 则通过这两个偏振片后 的光强 则通过这两个偏振片后 的光强I是是 A I0cos2 B 0 C I0sin2 cos 2 D I0sin2 E I0 cos4a 1a1203004b 练习 练习 5 本次课的内容重点 本次课的内容重点 理解理解双折射现象双折射现象 理解偏振光的干涉理解偏振光的干涉理解理解偏振光的干涉偏振光的干涉 了解了解了解了解晶体晶体晶体晶体相移相移相移相移器件器件器件器件 了解了解了解了解圆和椭圆偏振光的起偏及检验圆和椭圆偏振光的起偏及检验圆和椭圆偏振光的起偏及检验圆和椭圆偏振光的起偏及检验 6 光光 光光 双折射双折射 纸面纸面纸面纸面 方解石 晶体 方解石 晶体 光的双折射光的双折射光的双折射光的双折射光的双折射光的双折射 获得线偏振光利用晶体双折射特性获得线偏振光利用晶体双折射特性 7 方解石方解石 o e e o 1 双折射的概念1 双折射的概念 n1 n2 i ro re 自然光自然光 o光光 e光光 2 寻常光和非寻常光2 寻常光和非寻常光 o o光 光 遵从折射定律遵从折射定律 o rninsinsin 21 e e光 光 一般不遵从折射定律一般不遵从折射定律 const r i e sin sin e e光折射线也不一定在入射面内光折射线也不一定在入射面内 晶体的各向异性 例如方解石晶体的各向异性 例如方解石 O光和 e光的 振 动 方向 O光和 e光的 振 动 方向 线偏振光 线偏振光 线偏振光 线偏振光 8 晶体的光轴 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折 射 不发生双折 射 该方向称为晶体的该方向称为晶体的光轴 光轴 例如 例如 方解石晶体 冰洲石 方解石晶体 冰洲石 A B 光轴光轴 102 光轴是光轴是一特殊的方向一特殊的方向 凡平行于此方 向的直线均为光轴 凡平行于此方 向的直线均为光轴 单轴晶体 单轴晶体 只有一个光轴的晶体只有一个光轴的晶体 双轴晶体 双轴晶体 有两个光轴的晶体 方解石 石英 云母 硫磺 有两个光轴的晶体 方解石 石英 云母 硫磺 3 双折射晶体的光轴 主平面 主截面3 双折射晶体的光轴 主平面 主截面 9 主平面 主平面 晶体中晶体中光的传播方向与晶体 光轴构成 光的传播方向与晶体 光轴构成的平面 的平面 O光的振动方向O光的振动方向垂直垂直 与它的主平面 e光的振动方向 与它的主平面 e光的振动方向平行平行 与它的主平面与它的主平面 O光主平面和e光主平面以及入射面重合O光主平面和e光主平面以及入射面重合设定 设定 则 O光和 e光振动也互相垂直则 O光和 e光振动也互相垂直 o光光 光轴光轴 o o光的 主平面 光的 主平面 e光光 光轴光轴 e e光的 主平面 光的 主平面 10 vo t 光轴光轴光轴光轴 ve t vo t o o光光 0 0 c n e e光 光 e c e n n0 ne晶体的主折射率晶体的主折射率 正正晶 晶 负负晶 晶 vo t ve t 光轴光轴 子波源 光轴 子波源 子波源 光轴 子波源 vo t ve t 4 晶体的主折射率 正晶体 负晶体4 晶体的主折射率 正晶体 负晶体 如如 方解石方解石 电气石 如 电气石 如 石英石英 vevovevononenone 11 名称none 方解石1 65841 4864 0 172 电气石1 6691 638 0 031 白云石1 68111 5 0 181 菱铁矿1 8751 635 0 24 石英1 54431 55340 0089 冰1 3091 3130 004 oe nn 负晶负晶 正晶正晶 12 5 两种重要的晶体5 两种重要的晶体起偏起偏器件器件 1 1 利用晶体的利用晶体的二向色性二向色性制作的制作的晶体晶体偏振器偏振器 晶体的晶体的二向色性 二向色性 某些晶体对某些晶体对o o光和光和e e光的 吸收有很大差异 电气石 光的 吸收有很大差异 电气石 光轴光轴 e光光 线偏振光线偏振光 光轴光轴 晶体偏振片晶体偏振片 13 2 2 利用晶体的利用晶体的双折射双折射制作的制作的偏振棱镜 偏光镜 偏振棱镜 偏光镜 尼科耳棱镜尼科耳棱镜 偏光分束镜 偏光分束镜 沃拉斯顿棱镜沃拉斯顿棱镜 光轴 光轴 光轴 光轴 方解石 方解石 方解石 方解石 加拿大树胶加拿大树胶 n 1 55 o e 吸收涂层吸收涂层 i no 1 6584 n 1 55 ne 1 4864 12 方解石 方解石 方解石 方解石 o e 光轴光轴 光轴光轴 方解石方解石 n0 ne 偏 振 器 偏 振 器 o光光 光轴光轴 o o光的 主平面 光的 主平面 14 光轴光轴与晶体表面与晶体表面斜交斜交 自然光垂直入射自然光垂直入射 oe 晶体晶体 光轴光轴 e 方解石方解石 光轴光轴 oe o 6 单轴 负 晶体中光传播的6 单轴 负 晶体中光传播的惠更斯惠更斯作图法作图法 负晶体负晶体 vo ve 光轴光轴 vo t ve t o光光 光轴光轴 o o光的 主平面 光的 主平面 15 光轴光轴平行晶体表面 平行晶体表面 自然光自然光斜入射斜入射 光轴光轴 i r0 re o o t e e t e o e c t 负晶体负晶体 vo ve 光轴光轴 vo t ve t o光光 光轴光轴 o o光的 主平面 光的 主平面 16 光轴光轴平行晶体表面 平行晶体表面 自然光自然光垂直入射垂直入射 e oe o 光轴光轴 晶体晶体 传播方向相同 传播方向相同 相位延迟片相位延迟片相位延迟片相位延迟片 光轴光轴 可制作特殊的晶片可制作特殊的晶片可制作特殊的晶片可制作特殊的晶片 在晶体中在晶体中o o光和光和e e光的对比 速度不同 通过相同距离时的光程不同 光的对比 速度不同 通过相同距离时的光程不同 重要 振动方向垂直 它们在晶体中 重要 振动方向垂直 它们在晶体中 负晶体负晶体 vone 光线经过晶 片后 光线经过晶 片后 o光和光和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 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o光相位超前e光光90度 圆 线度 圆 线 B e光相位超前光相位超前o光光90度 线 圆度 线 圆 C e光相位超前光相位超前o光光90度 圆 线度 圆 线 D o光相位超前光相位超前e光光90度 线 圆度 线 圆 1a1203010b 练习 练习 42 线偏振光垂直入射到方解石波片上 线偏振光的振 动方向与主截面成 线偏振光垂直入射到方解石波片上 线偏振光的振 动方向与主截面成 角 则与波片中的角 则与波片中的o光和光和e光对 应的出射光的振幅比 光对 应的出射光的振幅比Ao Ae为 为 A sin B cos C tg D ctg 1a1203011a 练习 练习 43 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 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 波片后 再旋转检 偏器一周 可看到两次消光 这束光是 A 自然光自然光 B 椭圆偏振光椭圆偏振光 C 自然光与线偏振的混合自然光与线偏振的混合 D 圆偏振光圆偏振光 E 部分偏振光部分偏振光 F 线偏振光线偏振光 1a1203012a 练习 练习 44 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 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 再旋转检偏