2.偏振光干涉的分析.ppt

第 三 节 人为地造成各向异性 而产生双折射 1、应力双折射(光弹效应) 应力→各向异性 在一定应力范围内： P1 P2 ? · · d F S F 干涉 有机玻璃 C → v 各向不同 → n各向不同 五　人工双折射 各处 不同→各处 不同→出现干涉条纹 变→ 变→干涉情况变 模型的光弹图象 钓钩的光弹图象 演示 F 偏振片1 偏振片2 屏 o 光和e 的相位差： (1) 各处 p 不同 不同 出现干涉条纹 (2) 应力分布越集中的地方条纹越细密 F F F 白光 说明 ( c 是与材料有关的常数，p 为样品材料中的应力) 2、电致双折射(电光效应) （1）.克尔效应(二次电光效应) 45? P2 盒内充某种液体 如硝基苯（C6H5NO2） l + - 克尔盒 d P1 45? 不加电场→液体各向同性→P2不透光 加电场→液体呈单轴晶体性质 光轴平行电场强度方向? P2透光 由于折射率改变与电场强度是平方关系故克尔效应也叫二次电光效应 k — 克尔常数 U — 电压 相位差为： 此时对应的电压U 叫半波电压 P2透光最强 克尔盒相当于半波片 折射率改变与电场强度的关系是: 当 （2）.泡克尔斯效应(一次电光效应) 。 电光晶体 + 。 - P1 P2 K K? 泡克尔斯盒 · · 不加电场→ P2 不透光 加电场→晶体变双轴晶体 →原光轴方向附加了双折射效应 →P2 透光 电场与光传播方向平行 透明电极K和K′ 光沿光轴方向传播 单轴晶体 * 偏 振 光 的 干涉 波片 1. 偏振光干涉实验 (1). 实验装置 偏振片1 偏振片2 (2). 实验现象 单色光入射，波片厚度均匀，屏上光强均匀分布。 波片厚度不均匀时，出现干涉条纹。 屏 屏 屏 ? ? ? 白光入射，屏上出现彩色，转动偏振片或波片，色彩变化。 2. 偏振光干涉的分析 (1). 光线通过波片的传播情况 d o 光和e 光传播方向相同， 但速度不同。 o 光和e 光通过波片后产 生的相位差为： no —— o 光主折射率 ne —— e 光主折射率 (2). 光强分析 o 光和e 光经过偏振片2 后，振动方向平行，振动频率相同，相位差恒定，满足干涉条件。 式中?为投影引入的附加相位 — 干涉相长 — 干涉相消 讨论 (1) 波片厚度相同时，各处相位差相同，单色光 照射时屏上光强均匀分布。 合振动强度为： (3) 白光照射时，屏上由于某种颜色干涉相消, 而呈现它的互补色，这叫( 显) 色偏振。 (2) 波片厚度不均匀时，各处相位差不同，单色光入射出现等厚干涉条纹。 　 偏振片1 偏振片2 屏 白光 (4) 旋转偏振片，使两偏振片偏振化方向平行， 相位差产生? 的变化，屏上颜色发生变化。 5) 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 两个同频率的 振动方向垂直的 有确定相位差的 S. H. V. 的合成 一般 合成光矢量端点的轨迹是椭圆 但 每时刻都是线偏振光 所以 称为椭圆偏振光 光轴 特殊1 若晶片厚度合适 使 o 光 e 光的光程差为?/4波长 相位差是 正椭圆偏振光 圆偏振光 如果再让 该波晶片叫四分之一波片 特殊2 若晶片厚度合适 使 o 光e 光的光程差为?/2波长 称该波晶片为二分之一波片(或称半波片) 经二分之一波片后 o光e 光相位差为 ? 合成为线偏振光 相位差是 线偏振 在 ?/2片前 过 ?/2片后 仍是线偏振 旋转了 2?角 ?/2片 注意: ?/2波片 ?/4 波片 必须指明波长 1 3象限的振动 2 4象限的振动 · ? ? 6 ) 推论 由上述分析知 圆和椭圆偏振光可看成是两束 频率相同 传播方向一致 振动方向相互垂直 相位差为某个确定值的线偏振光的合成 同样 线偏振光可看成是两束 频率相同 相位相同 振幅相同 传播方向亦相同的 左 右旋 圆偏振光的合成 石英劈尖的偏振光干涉（等厚条纹） 硫代硫酸钠晶片的色偏振图片 色偏振是检验材料有无双折射效应的灵敏方法 用显微镜观察各种材料在白光下的色偏振 可以分析物质内部的某些结构 偏光显微术 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过程 利用偏振光干涉看到的结冰过