15-4光的偏振.ppt

解 玻璃片上下表面的反射光加强时 应满足 即 在可见光范围内 只能取 根据能量守恒定律 玻璃片的透射光加强时 应满足 或 反射光应满足干涉减弱条件 与透射光互补 即 都有 15 9 作业14答案 15 10 2n2e5 2k 1 2k 4 明纹的条件是2n2ek k 相邻二明纹所对应的膜厚度之差e ek 1 ek 2n2 解 第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5 15 12 解 牛顿环暗环半径公式 根据题意可得 单缝衍射的影响 条纹的光强 因为单缝衍射的光强与衍射角有关 ii 缺级现象 按多缝干涉应出现明纹处 由于单缝衍射效应反成为暗纹的现象 设衍射角方向上 缺级条件 整数比 例 a b时 2 4 6 缺级 a b 3a时 k 3k k 2k 3 6 9 缺级 765432101234567 三 光栅光谱 对同一级次 越大 越大 入射光为白光时 光栅把不同波长的光分开来 形成光谱 例题1波长为500nm的单色平行光垂直地照射在一衍射光栅上 光栅常数为2 0 10 3cm 光栅后面放一焦距为2 0m的透镜把衍射光会聚在接收屏上 求第一谱线与第三谱线间的距离 设第一 第三级谱线的衍射角分别为 1和 3 第一 第三级谱线到中央亮条纹中心的距离分别为x1和x3则 由于 1和 3都很小 因此 解 例题2用波长为589 3nm的平行钠光垂直照射光栅 已知光栅上每毫米有500条刻痕 且透明和不透明的宽度相等 问最多能观察到几条亮条纹 解 由已知 由于屏是无限大的 最大衍射角应是 2 可以接收到7条谱线 k 2的谱线消失 因此屏上可接收到5条谱线 其值分别为0 1 3 但有缺级 其k值为 15 7光的偏振性马吕斯定律 光是电磁波 是变化的电场和变化的磁场的传播过程 其中E矢量称为光矢量 光矢量的振动方向总是和光的传播方向垂直 光波是横波 通光方向 一 光的偏振态 1 线偏振光 光矢量只沿某一固定方向振动的光 振动面 2 圆偏振光和椭圆偏振光 椭圆偏振光光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出椭圆轨迹 检偏器旋转一周 光强两强两弱 圆偏振光光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出圆形轨迹 检偏器旋转一周 光强无变化 自然光可看成是两个振动方向正交的 没有恒定相位关系的 等振幅的线偏振光的混合 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 3 自然光 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 4 部分偏振光 线偏振光与自然光的混合 二 偏振片马吕斯定律 二向色性 某些物质能吸收某一方向的光振动 而只让某个特定方向的光振动通过 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 1 偏振片 自然光 偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 注意 消光 不变 入射光 入射光 入射光 线偏振 自然光 部分偏振 光强变化 2 马吕斯定律 设P1 P2分别表示起偏器和检偏器的偏振化方向 为它们之间的夹角 设投到检偏器和透过检偏器的光强分别为I1和I2 则 马吕斯定律 一束自然光通过一块偏振片时 其光强变为原来的一半 注意 例题一束光是线偏振光与自然光的混合 合光强为I0 当它通过一块偏振片时 发现透射光强随偏振片的取向可变化5倍 不计吸收 求入射光束中这两个成分所占的比例 解 设该光束中自然光的强度为I10 线偏振光的强度为I20 则 由马吕斯定律 该光束通过偏振片后光强为 且Imax 5Imin 在两块正交偏振片P1 P3之间插入另一块偏振片P2 光强为I0的自然光垂直入射于偏振片P1 讨论转动P2透过P3的光强I与转角的关系 讨论 若 在0 2 间变化 I3如何变化 15 8反射和折射的偏振现象布儒斯特定律 自然光 垂直振动能量大于平行振动能量 平行振动能量大于垂直振动能量 理论和实践都证明 反射光和折射光的偏振化程度与入射角i有关 反射光是偏振光 且光振动垂直于入射面 而折射光仍为部分偏振光 当入射角等于某一特定值i0 i0满足 部分偏振光 部分偏振光 自然光 i0叫布儒斯特角 或称为全偏振角 这时折射光的偏振化程度最大 可以证明 当入射角等于全偏振角时 反射光线和折射光线垂直 证明 比较上两式得 即反射光线和折射光线垂直 r C 用偏光镜几乎消除了反射偏振光使玻璃门内的人物清晰可见 A 玻璃门表面的反光很强 B 用偏光镜减弱了反射偏振光 说明 1 当入射角等于全偏振角时 反射光是全偏振光 光振动垂直于入射面 但光强很弱 垂直振动的能量约有15 被反射 折射光是部分偏振光 光强很大 85 的垂直振动能量及全部平行振动能量都被折射 2 为了增强反射光的强度及折射光的偏振化程度 可用多层玻璃进行折射和反射 例题一束自然光以某一角射到平面玻璃板上 反射光恰为线偏振光 且折射光的折射角为320 求 1 自然光的入射角 2