大学物理第十七章波动光学C.ppt

符号表示 一 自然光偏振光 自然光 一般光源发出的光 包含各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等 互相独立是指两个光振动无固定的相位差 频率也不相同 将自然光中各种取向的光振动进行正交分解 得到一对互相垂直 互相独立 振幅相等的光振动 偏振光 线偏振光 光振动只沿某一固定方向的光 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 光矢量旋转 其端点轨迹为截面是椭圆的螺旋线 光矢量旋转 其端点轨迹为截面是圆的螺旋线 椭圆偏振光 圆偏振光 二 偏振片 起偏器和检偏器 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 起偏 起偏 使自然光 或非偏振光 变成线偏振光 检偏 检查入射光的偏振性 起偏器 偏振片 尼科耳镜等 同时可作为检偏器 检偏 I0 I 三 马吕斯定律 马吕斯定律 1809 用于计算由偏振片获得的线偏振光的强度 消光 讨论 其中垂直光振动分量被吸收 平行光振动分量通过偏振片 其强度为 如入射光是强度为的自然光 将此沿平行和垂直于偏振片通光方向的两个方向分解 两个方向的光振动强度均为 例1 一束光强为I0的自然光通过两个偏振化方向成60o的偏振片后 光强为 例2 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I10和I20 经过起偏器后光强分别为和 经过检偏器后 四 偏振片的应用 作为照相机的滤光镜 可以滤掉不必要的 反射光 制成偏光眼镜 可观看立体电影 若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与 作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置 可以避免汽车会车时灯光的晃眼 地面成45 角 且向同一方向倾斜的偏振片 未加偏振片时拍摄的橱窗 加偏振片时拍摄的橱窗 空气 玻璃 17 10反射和折射时光的偏振 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 布儒斯特定律 1815年 反射光为完全偏振光 且振动面垂直入射面 折射光为部分偏振光 此时反射光线和折射光线垂直 当时 空气 折射定律 布儒斯特定律 两式比较 1 空气 玻璃 2 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 作图 对于界面2则有 满足布儒斯特定律 接近线偏振光 i0 玻璃片堆 注意 一次起偏垂直入射面的振动仅很小部分被反射 所以反射偏振光很弱要利用玻璃片堆产生线偏振光 最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光 17 11光的双折射现象 双折射现象 光进入各向异性介质 双折射晶体 时 介质中出现o光和e光两条折射光线 一双折射的寻常光和非寻常光 寻常光o 遵守折射定律 在入射面内 非常光e 不遵守折射定律 一般不在入射面内 o e光均为线偏振光 o e e o 二 产生双折射的原因 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 光轴 在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向 当