高校化工专业课件第20章光的偏振(分析化学).ppt

* * 晶体内原子按一定规律排列，使晶体在不同方向上结构不同、性质不同。对光而言，即光在晶体中的传播表现出各向异性，从而产生双折射现象。 以入射线为轴转方解石，光点o不动，e绕o转。用偏振片检验，二者都是偏振光，且振动方向互相垂直。 1.双折射（double refraction）： 一束自然光入射到各向异性的媒质中分成 两束线偏振的折射光的现象称为双折射。 * * * 利用二向色性获得的偏振光不够纯，强度也不大。偏振棱镜可得高质量的线偏振光。 偏振棱镜种类很多，有的以产生偏振光为目的，称偏光镜；有的以分开两束偏振光为目的（o光、e光双输出），称偏光分束镜。 沃拉斯顿棱镜（Wollaston prism）它也是由两方解石 直角棱镜胶合而成，由 自然光可得两束分开的 线偏振光。 方解石 no ＞ ne ，光从棱镜1进入棱镜2时，o光变e光（光密→光疏），e光变o光（光疏→光密），前者折射角＞入射角，后者折射角＜入射角，二者分开。进入空气后均是由光密→光疏，∴ 得到进一步分开的二束线偏振光。 * 四.圆偏振光（circularly polarized light）和 椭圆偏振光（ellipticly polarized light） 右旋圆偏振光 右旋椭圆偏振光 ?光矢量按一定频率在垂直传播方向的平面内旋转（左旋或右旋），其矢端轨迹是圆的称圆偏振光；其矢端轨迹是椭圆的称椭圆偏振光。 ? ?规定：迎着光线看，若 光矢量顺时针转，称右旋圆（椭圆）偏振光； 光矢量逆时针转，称左旋圆（椭圆）偏振光。 某时刻右旋圆偏振光E随z的变化E ? 模型 圆和椭圆偏振光 线、圆和椭圆偏振光均称为完全偏振光。它们都可看成是两个频率相同、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。 自然光也称为非偏振光。部分偏振光可看作是自然光和完全偏振光的叠加。 以上五种光的振动状态称为光的五种偏振态（polarization state）。 * 对于1/4波片,当入射光为线偏振光时,……. * * * * 若P1、P2夹角小于?，则无附加相差? * * * * * * * 自然光,部分偏振光,线偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光 二. 偏振光的检验 1. 光路中放入检偏器 (偏振片) 观察透射光: 1. 若明暗(亮度)不变 ? 自然光 或圆偏振光 2. 最亮 ? 全暗(消光) ? 最亮 ? 线偏振光; 3. 最亮 ? 暗 ? 最亮 部分偏振光或椭圆偏振光 以入射光方向为轴 2. 利用?/4波片 以入射光方向为轴 (1). 区分圆偏振光和自然光 四分之一波片 圆偏振光 自然光 自然光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I不变 线偏振光 I变, 有消光 (2). 区分部分偏振光与椭圆偏振光 四分之一波片 椭圆偏振光 部分偏振光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I变, 有消光 部分 偏振光 光轴平行最大光强或最小光强方向放置 线偏振光 I变, 无消光 或光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置 四分之一波片 圆偏振光 自然光 自然光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I不变 线偏振光 I变, 有消光 以入射光方向为轴 四分之一波片 部分偏振光 线偏振光 偏振片（转动） 线偏振光 I变, 有消光 部分 偏振光 光轴平行于最大光强或最小光强方向放置 光轴平行于椭圆偏振光的长轴或短轴放置 线偏振光 I变, 无消光 椭圆偏振光和圆偏振光 椭圆偏振光 ?≠0,π/2 椭圆偏振光 I变, 无消光 1. 偏振光的干涉 1.1 偏振光干涉装置 d 晶片C ? 偏振片P2 单色 自然光 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 偏振化方向 P1 的出射光为线偏振光，经C 成为o、e 两束偏振光，再经P2 后，发生干涉。 §20-6 偏振光的干涉 1.2 偏振光干涉的分析 （1） 振幅关系 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 通过P2 后，两束光的振动方向平行，振幅为： 偏振光的干涉 通过晶体C后的两束光是相干光，相位差为： 此两束光合成为一束椭圆偏振光。通过P2 后相位差为： （2）相位关系 —相长干涉 —相消干涉 偏振光的干涉 （A2o与A2e反向，因而有附加相差?） 2.若为单色光入射，且波片C厚度不均匀，则屏上出现等厚干涉条纹。 3.若为白光入射，有二种情况： (1)如波片C厚度均匀，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)如波片C厚度不均匀，则屏上出现彩色条纹。 如 红色相消→绿色；蓝色相消→黄色。 偏振光的干涉 1. 若波片C厚