B11-6 光的偏振课件

1、光的干涉光的衍射光的波动性杨氏双缝干涉洛埃镜实验夫琅禾费单缝衍射光栅衍射光是横波还是纵波呢？11.8 光的偏振现象11.8.1 偏振光和自然光11.8.2 偏振片起偏和检偏11.8.3 马吕斯定律11.8.4 光的反射和折射起偏偏振性：振动对于传播方向的不对称性11.8.1 偏振光和自然光偏振光：光矢量只在一个固定的平面内振动 平面偏振光 E播传方向振动面 面对光的传播方向看光振动垂直板面光振动平行板面线偏振光符号表示：振动方向不变，大小变化 椭圆偏振光：光矢量的大小和方向都在有规律地变化，投影点的轨迹是一个椭圆 振动大小不变，方向不断改变，会如何呢？圆偏振光投影点的轨迹是一个圆椭圆偏振光 自

2、然光：在垂直于光传播方向的平面内的一切方 向上，光矢量的振幅都相等 （a）（b）（c） 任一光矢量可分解为两个互相垂直的光矢量，所以自然光可以看成是由两个互相垂直的光矢量合成的，它们各占自然光总强度的一半 普通光源发出的是自然光11.8.2 偏振片起偏和检偏二向色性： 某些晶体对不同方向的光振动具有选择吸收的性质，这种性质称为二向色性 某偏振片所允许通过的光振动方向称为该偏振片的偏振化方向 P1 起偏器P2 检偏器P1最亮P2最暗马吕斯定律当 或 时,光强最大。11.8.3 马吕斯定律自然光偏振光当 为其它值时，光强介于0和 之间 没有光从检偏器射出或当转动一周，会发生两次最亮、两次消光！讨论

3、：11.8.4 光的反射和折射起偏自然光反射光和折射光都是部分偏振光 当自然光以i0入射时，反射光是完全偏振光，折射光是部分偏振光S光P光布儒斯特定律全为S光全部P光和小部分S光布儒斯特定律：布儒斯特角 结合折射定律 可得反射光线和折射光线的传播方向互相垂直！当入射光全是P光，反射光和折射将是什么光？全是S光呢？玻璃堆BMB布儒斯特窗M63、将两个偏振片叠放在一起，此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为 ，一束光强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上，该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30角 (1) 求透过每个偏振片后的光束强度； (2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个

4、偏振片后的光束强度 (2) 原入射光束换为自然光，则 I1I0 / 2 I2I1cos260I0 / 8 解：(1) 透过第一个偏振片的光强I1 ，I1I0 cos2303 I0 / 4透过第二个偏振片后的光强I2， I2I1cos2603I0 / 1664、一束光强为I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P1、P2、P3上，已知P1与P3的偏振化方相互垂直 (1) 求P2与P3的偏振化方向之间夹角为多大时，穿过第三个偏振片的透射光强为I0 / 8； (2) 若以入射光方向为轴转动P2，当P2转过多大角度时，穿过第三个偏振片的透射光强由原来的I0 / 8单调减小到I0 /16？此时P2、P

5、1的偏振化方向之间的夹角多大？第五篇波动光学复习了解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析确定杨氏双缝干涉条纹和薄膜等厚干涉条纹的位置。了解惠更斯菲涅耳原理。掌握分析单缝夫琅和费衍射暗纹分布规律的办法。理解光栅衍射公式。了解光栅衍射谱线的特征。理解自然光和线偏振光。理解普鲁斯特定律及马吕斯定律。了解线偏振光的获得方法和检验方法。一、重要概念二、干涉加强和减弱的条件 (k = 0,1,2,3)光程：几何路程与媒质折射率的乘积光程差：两列光波在不同路径中传播的光程之差。相位差与光程差之间的关系：获得相干光的方法：分波振面法；分振幅法例分振幅干涉干涉分波面干涉杨式双缝干涉光

6、程差干涉条纹各级中心位置相邻两明纹（或暗纹）中心间的距离:会分析条纹变化情况！能确定条纹位置！例分振幅干涉干涉分波面干涉杨式双缝干涉洛埃镜实验等倾干涉平行薄膜干涉等厚干涉劈尖干涉牛顿环干涉光程差（暗）（明）用入射角表示会分析有没有这个半波损失！劈尖干涉明纹暗纹 会分析劈尖角度与条纹间距变化情况！明、暗条纹的位置：SLMT光程差明、暗条纹的间距：明条纹or暗条纹！能确定明暗条纹的位置！牛顿环干涉明纹暗纹 中心为零级暗纹！根据几何关系会分析透镜抬高后，条纹如何变化！光程差TMLSAOOB能确定明暗条纹的位置！中心？级次？例主极大 光栅衍射光栅方程 缺级: j的取值必须满足2个条件：（1）j为正整数

7、；（2）j应使 为小于 的整数理解！掌握！（单缝衍射+多缝干涉）PEO12Bbd总缝数N越多越好！光栅常数d越小越好！为什么？主极大的位置？最多能几级？0极小 在两个相邻的主极大之间有N-1个极小，有N-2个次极大例偏 振干涉衍射证明光是波，偏振证明光是什么？自然光偏振光线偏振光圆偏振光椭圆偏振光部分偏振光光要理解这些概念，理解两个定律！了解线偏振光的获得方法和检验方法。马吕斯定律布儒斯特定律：布儒斯特角 反射光线和折射光线的传播方向互相垂直！例 26、如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为l的光A是它们连线的中垂线上的一点若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片

8、，则两光源发出的光在A点的相位差_若已知l 500 nm，n1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e_nm(1 nm =10-9 m)2p (n 1) e / l4103 29、用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，欲使屏上的干涉条纹间距变大，可采用的方法是： (1)_ (2) _ 使两缝间距变小使屏与双缝之间的距离变大 52、在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n11.4)覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n21.7)覆盖缝S2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹设单色光波长l480 nm(1nm=109m)，求玻璃片的厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片) 解：原来

9、， 覆盖玻璃后， 即= 8.010-6(m)杨氏双缝8、如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移 (B) 向中心收缩 (C) 向外扩张 (D) 静止不动 (E) 向左平移(A) 数目减少，间距变大(B) 数目不变，间距变小 (C) 数目增加，间距变小(D) 数目减少，间距不变 9、如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹如果滚柱之间的距离L变小，则在L范围内干涉条纹的 31、波长为 l 的平行单色光垂直地照射到劈形

10、膜上，劈形膜的折射率为n，第二条明纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是_ 3l / (2n) 等厚干涉 37、波长为 600 nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上，缝后有一焦距 =60 cm的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样则：中央明纹的宽度为_，两个第三级暗纹之间的距离为_(1 nm=109 m) 1.2mm3.6mm 39、HeNe激光器发出l=632.8 nm (1nm=10-9 m)的平行光束，垂直照射到一单缝上，在距单缝3 m远的屏上观察夫琅禾费衍射图样，测得两个第二级暗纹间的距离是10 cm，则单缝的宽度a =_ 7.610-2 mm 单缝衍射 40、波长为

11、l的单色光垂直入射在缝宽a=4l的单缝上对应于衍射角=30，单缝处的波面可划分为_个半波带 4 17、在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 (A) a=b/2 (B) a=b (C) a=2b (D) a=3 b 42、一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第_级和第_级谱线 一三光栅衍射18、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45角，则穿过两个偏振片后的光强I为 (A) (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 220、如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为(A) I0 / 8 (B) I0 / 4 (C) 3 I0 / 8 (D) 3 I0 / 423、三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为30强度为