CH13-10偏振(第5次课)

1、X射线的衍射,1895年 伦琴(Roentgen)发现 波长范围：10埃 0.01埃,2020/6/24,1,第14章 波动光学基础13章 波动光学,第14章 波动光学基础13章 波动光学,解释：晶体相当于立体光栅, -掠射角,乌利夫- 布喇格公式 应用： 晶体结构分析 光谱分析,2020/6/24,3,第14章 波动光学基础13章 波动光学,13.10 线偏振光 自然光,对传播方向不对称,对传播方向对称,横波,纵波,一、偏振性：,横波的这种振动矢量偏向于某一方向的特性,2020/6/24,4,第14章 波动光学基础13章 波动光学,线偏振光：光矢量仅沿一个方向,(光振动平行板面),(光振动垂

2、直板面),线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解,2020/6/24,5,第14章 波动光学基础13章 波动光学,二. 自然光,自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅且振动方向相互垂直的光矢量表示。,三. 部分偏振光:某一个方向的光振动占优势,部分偏振光的分解,部分偏振光,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,2020/6/24,6,第14章 波动光学基础13章 波动光学,部分偏振光的表示法,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,四. 偏振度,部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合,设部分偏振光的强度为Ii ,其中自然光强度为In ，线偏振光的强度为Ip ,则有,线偏振光,

3、部分偏振光,自然光,偏振度,2020/6/24,7,第14章 波动光学基础13章 波动光学,一束部分偏振光,当它通过一偏振片时,发现光强的最大值是最小值的 5 倍。,例,解,依题意得,求,此光的偏振度。,2020/6/24,8,第14章 波动光学基础13章 波动光学,13.11 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律,一. 起偏和检偏,自然光I0,线偏振光I,偏振化方向,线偏振光I,二. 马吕斯定律,(马吕斯定律), 消光,当,; 当,起偏器,检偏器,2020/6/24,9,第14章 波动光学基础13章 波动光学,形象说明偏振片的原理,通光方向,腰横别扁担进不了城门,2020/6/24,10,第14章

4、 波动光学基础13章 波动光学,平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成 60 夹角。让自然光垂直入射,两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收10% 的能量,例,求,解,透射光的光强与入射光的光强之比是多大？,2020/6/24,11,第14章 波动光学基础13章 波动光学,13.12 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律,一. 反射和折射产生的偏振,ib 布儒斯特角或起偏角,自然光反射和折射后产生部分偏振光,线偏振光,ib+=90o 时，反射光为线偏振光,二. 布儒斯特定律,2020/6/24,12,第14章 波动光学基础13章 波动光学,玻璃片堆起偏和检偏,玻璃片堆,线偏振光,例如

5、n1 =1.00(空气)， n2 =1.50(玻璃)，则,空气,玻璃,玻璃,空气,入射自然光,2020/6/24,13,第14章 波动光学基础13章 波动光学,13.13 晶体的双折射现象,方解石,一. 双折射现象,1.双折射,o 光,e 光,2. 寻常光和非寻常光,两折射光线中有一条始终遵从折射定律，称为寻常光，简称 o 光,另一条光一般不遵从折射定律，称非常光，简称 e 光,o光和e 光是两个垂直方向的线偏振光,2020/6/24,14,第14章 波动光学基础13章 波动光学,3. 晶体的光轴,当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。,光轴,单轴晶体：只有一个光

6、轴的晶体,双轴晶体: 有两个光轴的晶体,4. 主平面,主平面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面.,光轴与 o 光构成的平面叫 o 光主平面.,光轴与 e 光构成的平面叫 e 光主平面.,2020/6/24,15,第14章 波动光学基础13章 波动光学,5. 正晶体、负晶体,e光,光轴,e 光的 主平面,o光,光轴,o 光的 主平面,一般情况下可认为o 光振动和e 光振动相互垂直。,光轴,o 光:,e 光:,光轴,( o 光主折射率),( e 光主折射率),(o光振动垂直o 光主平面),(e 光振动在e 光主平面内),2020/6/24,16,第14章 波动光学基础13章 波动光学,正晶体

7、,光轴,光轴,负晶体,( 垂直光轴截面 ),( 垂直光轴截面 ),( 平行光轴截面 ),( 平行光轴截面 ),2020/6/24,17,第14章 波动光学基础13章 波动光学,o光,二. 单轴晶体中的波面 ( 惠更斯作图法(vevo) ),方解石,光轴,2. 光轴平行入射面，自然光垂直入射负晶体中,方解石,光轴,1. 光轴平行入射面，自然光斜入射负晶体中,光轴,e光,o光,e光,e光,o光,光轴,2020/6/24,18,第14章 波动光学基础13章 波动光学,3. 光轴平行晶体表面，自然光垂直入射,此时，o, e 光传播方向相同，但传播速度不同。从晶体出射后，二者产生相位差。,2020/6/24,19,第14章 波动光学基础13章 波动光学,三. 晶体偏振器,1. 尼科耳棱镜,2. 渥拉斯顿棱镜,上述两种棱镜得到的偏振光质量非常好，但棱镜本身价格很高，因而使用较少。,负晶体,o光,o光,e光,加拿大树胶,光轴,2020/6/24,20,第14章 波动光学基础13章 波动光学,出射 o 光 e 光的相差