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End §14.12 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+γ=90o 时，反射光为线偏振光 二. 布儒斯特定律 (Brewster’s Law) (Polarization by reflection) 玻璃片堆起偏和检偏 玻璃片堆 线偏振光 例如 n1 =1.00(空气)， n2 =1.50(玻璃)，则 空气 玻璃 玻璃 空气 入射自然光 互余 (Polarization by refraction) 如图，自然光由空气入射到折射率的水面上，入射角为时使反射光为完全偏振光。今有一块玻璃浸入水中，其折射率，若光由玻璃面反射也成为完全偏振光，求水面与玻璃之间的夹角。 代入数据，解得： 平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成 60? 夹角。让自然光垂直入射后,下列两种情况下： (1) 无吸收时，有 (1) 两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收 例 求 解 (2) 有吸收时，有 (2) 两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了10% 的能量 透射光的光强与入射光的光强之比是多大？ §14.13 晶体的双折射现象 方解石 一. 双折射现象 1.双折射 (Double refraction) o 光 e 光 2. 寻常光和非寻常光(Ordinary ray and extraordinary ray) 两折射光线中有一条始终在入射面内，并遵从折射定律，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 双折射现象 一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光线的现象。 3. 晶体的光轴(Optic axis of crystal) 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。 例如 方解石晶体(冰洲石) 光轴 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。 单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体: 有两个光轴的晶体 4. 主平面(plane) 主平面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面. 78o 102o 78o 102o 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. 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 光主平面和 光主平面重合,此时 光轴在入射面时， 和 光振动相互垂直 光轴 o光: e光: 光轴 光振动 · · · 称为晶体的主折射率 正晶体 光轴 ? 光轴 ? 负晶体 垂直光轴面 垂直光轴面 二. 单轴晶体中的波面 ( 惠更斯作图法说明双折射现象) 注意下面: (vevo) 1. 光轴垂直于晶体表面，自然光垂直入射 2. 光轴平行晶体表面，自然光垂直入射 光轴 o光方解石 光轴 3. 光轴平行入射面，自然光垂直入射负晶体中 o光 e光 e光 o光 光轴 o光 方解石 光轴 4. 光轴平行入射面，自然光斜入射负晶体中 光轴 e光 5.光轴垂直入射面，自然光斜入射 光轴 e光 o光 三. 晶体偏振器 1. 尼科耳棱镜(Nicol prism) 2. 渥拉斯顿棱镜 (Wollaston prism) 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 出射 o 光 e 光的相差为 3. 波晶片 自然光垂直入射波晶片后，o 光, e 光传播速度不同，相位变化不同 。 波晶片 （光轴平行于表面且厚度均匀的晶体） 波晶片分类 波片 半波片 全波片 试确定自然光经过图中的棱镜后，双折射光线的传播方向和振动方向。