(张三慧教材)波动与光学Y第5章光偏振

1,第五章光的偏振,5.1光的偏振状态,1线偏振光,（完全）线偏振光,光波的横波性,偏振态,平面偏振,振动平面,2,3部分偏振光,2自然光,无穷多个振幅相等，振动方向任意，彼此间没有固定的相位关系的光振动的组合，称为自然光。,3,椭圆偏振光:,合成椭圆偏振光.,圆偏振光:,合成光振动矢量末端轨迹是圆。,4椭圆偏振光和圆偏振光,频率相同，振动方向互相垂直，且有固定位相差的两列线偏振光的合振动,满足椭圆方程：,4,马吕斯定律：,一束光强为I0的线偏振光，透过检偏器的透射光强为：,是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向之间夹角,5.2线偏振光的获得与检验,起偏器和检偏器,检偏器,透振方向(偏振化方向),起偏器,偏振片：,二向色性,二向色性,5,5.3反射和折射时光的偏振,布儒斯特定律,满足上式反射光是垂直于入射面的完全线偏振光，,折射光是部分线偏振光。,i0为起偏角,-反射线与折射线垂直,布儒斯特定律,6,玻片堆,许多玻璃片叠起来，,折射光近似完全线偏振光，,是平行于入射面振动。,玻片堆,7,5.4双折射现象,1.晶体的双折射现象,寻常光（o光）：,非常光（e光）：,满足折射定律。,违背折射定律。,单轴晶体,双轴晶体,光轴,图方解石晶体光轴,晶体主截面:界面的法线和光轴构成的平面,晶体主平面:晶体中某光线和光轴构成的平面,8,2.用惠更斯原理说明双折射现象,正晶体:,负晶体:,如石英、碳、冰.,如方解石、红宝石,（1）负晶体和正晶体,9,（2）惠更斯作图法,10,11,3.偏振棱镜,12,1.波片,半波片,从单轴晶体切下来的薄片，其表面与晶体的光轴平行。,*5.5圆偏振光和椭圆偏振光,13,2.圆偏振光和椭圆偏振光的产生和检验,利用振动方向互相垂直，频率相同的两个简谐运动能够合成为椭圆或圆运动的原理.,1/4波片,正椭圆偏振光,圆偏振光,14,小结：偏振光的获得和检验,1.偏振光的获得,1)线偏振光：,2)椭圆偏振光：,从自然光获得线偏振光，用起偏器、波片、玻片堆、偏振片、尼科耳棱镜等。,自然光通过起偏器和一个波片即可。,2.检验偏振光,设入射光有以下五种：自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。,15,第一步,第二步,令入射光通过偏振片I，改变I的透振方向，观察透射光强变化。,观察现象,观察现象,结论,结论,有消失,线偏振光,有消失,圆偏振光,无消失,自然光,强度无变化,自然光或圆偏振光,a.令入射光依次通过四分之一波片和偏振片II，改变II的透振方向P2，观察透光强度变化。,有消失,无消失,椭圆偏振光,部分偏振光,强度有变化，但无消光,部分偏振光或椭圆偏振光,b.四分之一波片的光轴方向必须与椭圆主轴重合。,16,两束光频率相同，振动方向相同，位相差恒定（此处投影附加），是相干偏振光。,*5.6偏振光的干涉,1偏振光的干涉现象,2偏振光的干涉原理,17,光屏上的合成振动振幅,强度I2,讨论：,1）I2与、有关。,2）来源,a）入射波片前的1，设1=0,b）波片引起的2,c）坐标投影引起的3(0或),18,3）当,当,时，,出现消光现象，,时，,当,达到极大。,插入晶片厚度d或(n0-ne)不均匀，,将在屏上出现类似于等厚干涉条纹图样。,4）白光照射下干涉图样有彩色变化叫色偏振,5）当,3=0，,互补,在两正交偏振片上，,19,*5.7人工双折射,1.光弹效应,2.电光效应,a）克尔效应：,b）泡克耳斯效应：,20,3.旋光现象,（1）晶体和溶液的旋光