物理15-3.4.ppt

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 。 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。 偏振化方向 自然光 线偏振光 1、偏振片 最亮 最暗 自然光 偏振光 检偏器 起偏器 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 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 P1 P2 E0 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？ 自然光 反射光 折射光 —垂直入射面的振动较强 —平行入射面的振动较强 i M N 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ib ， ib满足： 部分偏振光 部分偏振光 自然光 15-8 反射和折射的偏振现象 布儒斯特定律 ib 叫布儒斯特角，或称为起偏角，这时折射光的偏振化程度最大。 ib M N 可以证明：当入射角等于起偏角时，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 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。 i0 自然光 偏振光 部分偏振光 (近于偏振) 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) 玻璃的折射率； (3) 经过玻璃片后透射光的偏振状态。 解：(1) 反射光为线偏振光时，反射光与折射光垂直 i0 i0 透射光为部分偏振光。 讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 ） 本次作业： 完成作业 16 下次上课内容： 习题课（四） 作业题 13 答案 1. 2. 绿光 3. 指缝衍射 剃须刀片衍射 15-4 光的衍射——单缝衍射 1、光的衍射现象 光在传播中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，它就绕过障碍物到达偏离直线传播的区域，并呈现明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象。 一、惠更斯——菲涅耳原理 单缝衍射 * 圆孔衍射 * 2、惠更斯—菲涅耳原理 惠更斯—菲涅耳原理：同一波阵面上的各点都可看作是发射子波的波源, 这些子波是相干波, 传播到某处相遇时, 各子波相干叠加而产生干涉现象。 惠更斯原理：介质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，某时刻这些子波的包络就是该时刻的波阵面。 ——1690年 惠更斯解释不了光强明暗分布！ 3、菲涅尔衍射与夫琅禾费衍射 菲 涅 尔 衍 射 缝 光源、屏与缝相距有限远 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 在实验中实现 夫琅禾费衍射 根据光源、缝、屏三者位置，可把衍射分为两种 二、单缝夫琅禾费衍射 衍射角 （衍射角 ：向上为正，向下为负） 缝的边缘A、B 两点发出的衍射光到达点Q的光程差为： 如何分析Q点的明暗呢？ Q 1、分析Q处的明暗：采用“半波带法” 将波面AB分成许多等宽度的纵长条带，并使相邻两条带上对应点发出的光的光程差为半个波长，这样的条带称为半波带。 A1 AB分为两个半波带AA1和A1B，其对应点发出的光的光程差都是?/2，相位差都为?，在Q处两两干涉相消，因而在Q处出现暗条纹。 缝长 AB分为三个半波带，两个相邻半波带各对应点发出的光干涉相消，剩一个半波带发出的光到达Q未被抵消，因而在Q处出现明条纹。 3) 当? = 0