11波动光学-光的衍射和偏振概论.ppt

4.单轴正晶体 单轴负晶体 设uo 为 o 光传播速度 ue为e光在垂直于光轴方向上的传播速度 uo＞ue，即no＜ne 如石英和冰等 单轴负晶体 uo＜ue，即no＞ne 如方解石和红宝石等 单轴正晶体和负晶体中 的子波波阵面 单轴正晶体 晶体的主折射率： 5.双折射的惠更斯波阵面 光线垂直入射时的双折射现象 光线倾斜入射时的双折射现象 正入射时晶体的双折射 （晶体光轴与表面平行） 五、二向色性和偏振片 二向色性 晶体对互相垂直的两个光振动具有选择吸收的性质 偏振片 第四节* 偏振光的应用 一、光弹效应 某些透明的各向同性的介质如玻璃、塑料等，在机械力的作用下发生形变时会变得各向异性，从而使光产生双折射，这种现象称为光弹效应，亦称应力双折射。 p为应力 二、克尔效应 某些各向同性透明介质在外加电场作用下变为各向异性介质从而产生双折射的现象。 克尔效应实验装置示意图 三、物质的旋光性 ? 旋光物质 L 1.旋光现象 偏振光通过某些特殊物质时振动面 发生旋转的现象 2.旋光性和旋光物质 3.左旋和右旋 迎面观察通过旋光物质的光， 振动面按顺时针方向旋转的为右旋 按逆时针方向旋转的为左旋 4.旋光率 ? 旋光物质 L 旋光角： 旋光晶体 用于浓度c的测量——旋光仪或糖量计 旋光溶液 或 旋光色散：同一旋光物质对不同波长的偏振光产生不同的旋光角。即旋光率随波长而变。 圆二色性：速度不同振幅也不同的左、右旋圆偏振光叠加产生椭圆偏振光的现象。 第五节* 液晶的光学特性 一、液晶的分类和结构 热致液晶 单成分的纯化物或均匀混合物在一定的温度范围内存在的液晶相 近晶相（或称层状相）、向列相（或称丝状相）和胆甾相（或称螺旋状相） 溶致液晶 由符合一定结构要求的化合物与溶剂组成的液晶体系 层状相、立方相、六方相等类型 介于晶态和液态之间的物质状态。既具有晶体的 各向异性，又具有液体的流动性。 热致液晶的分子排列 生物液晶 存在于生物体内的液晶 ，均为溶致液晶 。 二、液晶的双折射现象 液晶具有晶体的各向异性，当光线射入液晶后也会产生双折射现象。 双折射现象实质上表示液晶中各个方向上的折射率以及介电常数是不同的。 通常用符号ε∥和ε⊥分别表示沿液晶分子长轴方向和垂直于长轴方向上的介电常数。 正性液晶或P型液晶 ε∥ ＞ε⊥ 的液晶 负性液晶或N型液晶 ε∥＜ε⊥的液晶 三、胆甾相液晶的选择反射 胆甾相液晶在白光照射下，会呈现美丽的色彩， 这是它选择反射某些波长的光的结果。实验表明， 其反射光的波长满足晶体衍射的布拉格公式： 当温度变化时，胆甾相液晶 的螺距p会发生敏锐的变化， 因而反射光的颜色也随之发 生变化。 四、液晶的电光效应 1．电控双折射效应 电控双折射 （a）未加电场 （b）加电场  2.动态散射 把向列相液晶注入带有透明电极的液晶盒内，未加电场时，液晶盒透明，加电场并超过某一阈值时，液晶盒由透明变为不透明，这种现象称为动态散射。 五、液晶的光生伏特效应 在镀有透明电极的两片玻璃板之 间夹一层沿面排列的向列相或近 晶相液晶，在强光照射下，电极 间会出现电动势 光照 第十二章 波动光学 光的衍射，偏振 第二节 光的衍射 光波绕过障碍物传播的现象称为光的衍射。衍射后所形成的明暗相间的图样称为衍射图样。 几何 阴影区 几何 阴影区 s b 一般障碍物的线度比光的波长大很多，衍射现象不容易看到，仍表现为沿直线传播 s b 当缝宽缩小到一定程度(0.1 mm以下)时，光带增宽并出现明暗相间的条纹 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 菲涅耳衍射 光源和观察屏（或二者之一）与障碍物之间的距离是有限的（非平行光的衍射）。 夫琅禾费衍射 光源和观察屏与障碍物之间的距离都是无限远或等效于无限远的 （平行光的衍射 ）。 S 光屏 光源 衍射孔或缝 一、单缝衍射 实验装置 单缝衍射图样 同一波阵面上各点发出的子波传播到空间某点，该点的振动是这些子波在该点相干、叠加的结果。 分析单缝衍射条纹分布规律采用菲涅耳半波带法 菲涅耳半波带法 1.中央明纹 O a B A 中央明纹